南寧膨脹巖邊坡高性能植被保護墊系統(tǒng)沖刷試驗研究.pdf

1、本文依托于國家自然科學基金項目-“新型錨固加強植被系統(tǒng)生態(tài)防護膨脹巖土邊坡機理研究”，采用室內模型試驗，模擬研究降雨條件下高性能植被保護墊(High Performance Turf Reinforcement Mats，HPTRM)系統(tǒng)對廣西南寧市膨脹巖邊坡的抗沖刷性能。文章在研究HPTRM的材料性能、膨脹土植草性能及制作室內膨脹土邊坡模型的基礎上，進行人工模擬降雨沖刷試驗，研究HPTRM系統(tǒng)防護下膨脹巖邊坡抗沖刷效果，從而為下一步應

2、用HPTRM材料進行治理膨脹巖土邊坡的現場試驗及今后HPTRM材料的工程應用提供理論指導。本文主要研究內容及結論包括:
　　(1)HPTRM材料性能試驗研究。試驗結果表明HPTRM強度高，是普通三維土工網墊的10倍以上，伸長率小。HPTRM抗輻射能力較強，且耐久性好，使用年限可長達50年。
　　(2)室內植草實驗。試驗結果表明:在外界溫濕條件一致的前提下，覆HPTRM網不影響黑麥草和狗牙根的發(fā)芽率;覆HPTRM網的植被生長比

3、裸露邊坡的略差，但影響不大;在膨脹土坡面上直接種植植被不利于植被生長;在植被生長45天后，測量邊坡表面10cm深度范圍內含根量，得出HPTRM植被防護邊坡與純植被防護邊坡的含根量基本相近，均在0.14％左右。
　　(3)含植被根系的膨脹巖土試樣的剪應力τf與豎向壓力σ呈成比例關系;膨脹巖土試樣含根量及含水量變化均對其抗剪強度有直接影響。
　　(4)采用便攜式的全自動人工模擬降雨設備模擬自然降雨，分析不同影響因素（降雨強度、降

4、雨歷時、邊坡坡度等）作用下HPTRM防護膨脹土邊坡的抗沖刷效果。試驗結果表明，單位時間邊坡沖刷量大小的主要是由降雨強度決定的，其次為降雨雨滴大小，再者為邊坡坡度。
　　(5)不同邊坡生態(tài)防護措施進行降雨試驗對比，結果表明降雨條件不變時，膨脹巖土坡面沖刷量的大小主要由邊坡防護形式決定，單位時間沖刷量由大到小依次為:裸露邊坡＞ HPTRM防護邊坡＞植被防護邊坡＞普通三維土工網植被防護邊坡＞ HPTRM植被防護邊坡。相比于裸露坡面，HP

5、TRM防護邊坡在降雨等級為中雨或大雨時，可降低70％～85％的沖刷量;而HPTRM植被防護邊坡在不同降雨強度降雨沖刷下，沖蝕量均非常小，其沖刷量大小僅為裸露邊坡的1％左右。說明HPTRM可有效降低邊坡沖刷量，結合植被后抗沖刷效果更明顯。
　　(6)在模擬降雨過程中監(jiān)測含水量變化。HPTRM植被防護邊坡在坡面以下5-11cm范圍內含水量日變化最大幅值在4％左右，遠小于裸露膨脹土邊坡日含水量變化值。坡頂含水量低于坡腳處含水量，在1h模