香根草根土復合體力學性能研究.pdf

1、隨著社會和經濟的迅速發(fā)展，公路和鐵路的建設得到了快速發(fā)展，由于地形地貌的特點，在建設過程中不可避免的形成了大量的人工邊坡，這些邊坡在開挖的過程中破壞了原有的生態(tài)環(huán)境，造成了大量的次生裸地，出現(xiàn)嚴重的水土流失現(xiàn)象，造成生態(tài)環(huán)境的嚴重失衡，甚至出現(xiàn)山體滑塌、滑坡及泥石流等自然災害，這些破壞給人們的生命財產和生活帶來了極大的經濟損失。因此，如何在公路建設的同時，保護環(huán)境，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，是值得我們關注的問題。目前高速公路的邊坡防護大

2、多采用的是傳統(tǒng)工程防護技術，如框格防護、砌石防護、封面防護以及支擋工程等等，傳統(tǒng)的工程防護技術造價昂貴，在施工和使用期間很容易造成環(huán)境破壞，而且經過長年累月的風吹日曬，就會出現(xiàn)巖石不斷風化、混凝土逐漸老化、鋼筋大面積腐蝕、強度明顯降低等現(xiàn)象，防護的效果越來越差。
　　所以采用生態(tài)護坡技術就克服了工程防護的這些缺點，近年來，邊坡防護工程逐漸開始采用生態(tài)防護技術，生態(tài)防護技術的實質就是將工程防護和植物防護兩者合理的結合起來，在邊坡穩(wěn)定

3、的基礎上，利用植物根系在土壤中盤根錯節(jié)，相互纏繞以及根莖與土壤間的握裹力、黏結力、附著力等作用達到加固邊坡的效果，起到了工程建設和環(huán)境保護兼顧的目的。生態(tài)護坡的實質就是植物護坡，植物護坡主要是通過植物根系與土壤的相互作用來實現(xiàn)，植物根系在土壤中的穿插、纏繞形成網絡，具有一定的整體性。植物根系類似于纖維，植物根系作為增強相和土壤相互作用，形成了一種天然的復合材料，這種天然的復合材料可以有效地提高土壤的強度，達到穩(wěn)固邊坡的目的。
　　

4、論文首先對香根草及其應用進行了簡單的介紹，分別從力學效應、水文效應、生態(tài)效應和景觀效應四個方面對香根草植被護坡的護坡效應進行闡述。
　　其次，本文從復合材料的角度出發(fā)，引出根土復合體的概念，分別對根土復合體的基體相、增強相以及界面相進行闡述，將根系與土體看成一種天然的復合材料，將土體看成根土復合體中的基體相材料，亂向分布的植物根系看成是復合體中的增強相材料，那么含根土體就類似于纖維增強的脆性復合材料，根據纖維增強復合材料的研究方法

5、，研究根土復合體的結構原理，闡述植物根系對土體的阻裂增強、增韌作用，達到穩(wěn)固邊坡的效果，文中也首次提出了植物根系加筋率的概念。
　　然后，將復合材料中經典的矩形模型法應用到根土復合體材料中，推導根土復合材料單層體力學參數(shù)的計算公式，得出根土復合材料單層體力學參數(shù)與植物根系加筋率之間的關系式。根土復合材料單層體作為根土復合材料層合體的基礎，根據根土復合材料單層體力學參數(shù)計算公式的推導方法，結合復合材料中經典層合板理論，推導根土復合材

6、料層合體力學參數(shù)的計算公式，得出根土復合材料層合體剛度系數(shù)與植物根系加筋率之間的關系式，為根土復合體結構設計的力學計算提供一套完整的理論計算公式。
　　最后，根據推導的計算公式對根土復合材料單層體的力學參數(shù)進行計算，將理論計算值與試驗值進行對比分析，發(fā)現(xiàn)理論計算值與試驗值基本吻合，誤差在可接受的范圍內，且偏于保守，安全系數(shù)較高，可以用于指導工程技術人員在香根草植物護坡的實踐中采用這套理論計算公式，避免進行大量的試驗操作，同時，減少