公路边坡植物根系固土的力学分析研究

植物根系加固边坡作为中一种新的边坡防护技术,已经成为一种新的防护趋势,并代表着边坡防护的发展方向.文中研究了植物根系固坡的作用机理以及根系对土体抗剪强度的影响作用,进行了植物根系固坡的数值模拟分析,并提出了植物根系固坡技术研究领域存在的问题和发展前景.     

生态防护加固岩质边坡的机理分析及应用

生态防护是目前城市道路和高速公路岩质边坡生态加固的一项主要措施。生态防护对边坡的防护方面是多方面的,分析了植物根系与边坡的力学效应,探讨植物根系加固边坡作用机理,提出根系—土复合层增加抗剪强度公式。此外,本文研究了植物根系对边坡降雨截留、径流延滞、土壤防渗、土层固结等效应,初步探讨了生态防护对边坡的抗冲刷机理。工程实践表明生态防护边坡具有较好的生态效应和社会效应。     

植物根系固坡的有限元数值模拟分析

利用植物进行边坡防护与加固,不仅有利于边坡稳定,也利于环境保护,近年来得到越来越广泛的应用,但相关的理论研究并不深入。本文采用有限元数值模拟方法,对植物根系锚固边坡的作用进行模拟分析,得到了有关因素对根系固坡作用的影响规律。所得结果对更好地发挥植物根系固坡效果具有积极意义。     

影响植物根系加固路基边坡土体效果的试验研究

利用植物根系加固公路路基边坡土体是一种新型的路基防护加固形式，不仅有益于绿色环保和美化行车视觉，还可以提高公路路基边坡的稳定性。在路基边坡植物根系稳定土体中，根系的位置、长度以及路基边坡土的含石率均会对其固土效果产生影响，采用大型直剪试验仪对含有根系的土体进行剪切试验，通过调整根系与剪切方向的距离、根系材料的倾斜角度、土的含石率，研究根系对土体抗剪强度的影响及根系边坡土体的稳定性。结果表明，根系可大幅提高土的抗剪强度，同时随着土中含石率的增加，根系的改善作用更加明显。     

基于根系锚固的护坡植物配置

从植物根系与边坡的力学作用出发,阐述了植物根系对边坡的锚固机理,分析了根系自身力学特性和根系-岩土相互作用对植物根系锚固行为的影响,并根据完整岩石边坡、风化裂隙岩石边坡和土质边坡与植物根系的作用特征,提出了合理的植物选择与配置模式建议。     

基于断裂理论的公路边坡防护体系研究

在植被护坡技术中,根系对土体的加固作用是很显著的,但大多数植物根系的加固深度,尚不能达到潜在的深层滑坡的滑面埋深,所以,植被在深层滑坡防治方面的作用是有限的。基于离心模型试验研究基础上的加筋护坡技术不仅可以满足深层护坡的要求,而且经济合理。将这两种边坡防护技术相结合,从而形成了一种新型的公路边坡防护体系。首次运用断裂力学原理,分析和解释了植物根系与筋材在边坡土体剪切过程中的阻裂机理,不仅形象地揭示了根系纤维与筋材阻止裂纹发展的过程,而且借助裂纹尖端的应力强度因子,很好地解释了该防护体系对边坡稳定的贡献度。在建立几何模型的基础上,给出了防护体系抗滑力和边坡安全系数的计算公式。     

植物根系固坡作用的试验与计算

为了从力学机制上探讨植物根系的锚固作用,采用室内大型直剪试验和数值分析方法,对植物根系锚固的有关规律进行分析。研究结果表明:根系的加入不仅改变了土的抗剪强度曲线形态,而且形成了根系复合土,提高了土体抗剪强度;不同的根系分布形态、分布位置对根系土强度和边坡稳定性的影响不同,根系位于边坡中上部可以获得更好的固坡效果;总的来说,植物根系具有比较明显的固坡作用。     

柳杉根系加固边坡土壤的试验研究

树木根系加固边坡作为固土和美化环境的一种新型技术，其合理的种植需要进一步优化。利用3个试验地的不同年龄生的柳杉根系，采集并制备土壤样本和根系样本，通过植株根系量测量、根系抗拉强度测试和土壤抗剪强度测试，探讨不同年龄生和不同土壤深度下，植株根系量、根系抗拉强度和根系额外黏聚力对土壤的加固影响。结果表明:种植9年生的柳杉有最大的根系密度和较低的根系抗拉强度，而30年生的柳杉与之相反；9年生植株在年龄、根系量和额外黏聚力上有较大优势，是最优的植株年龄。     

浅层治滑植物护坡技术研究

边坡表面经常受到波浪冲击、地表水径流和地下水渗流等因素作用,形成表面侵蚀和浅层滑坡现象。植物根系减小边坡表面水流冲刷和地下水渗流、增加土体强度,具有明显浅层护坡效果。随着植物根系含量增大,根系土强度增大。植物根系土边坡的稳定性分析可采用类似加筋土边坡的分析方法。     

植被护坡技术及其应用研究

植被护坡主要依靠植物的根系和茎叶来提高对边坡的侵蚀防护,可起到稳定边坡的作用,其作用机理可概括为植被根系的力学效应和水文效应两个方面。主要讨论了植物及其根系的生长及强度特点,分析了植被护坡的力学机理,指出了植被护坡的功能,展望了植被护坡技术的研究与应用前景。     

植物护坡对边坡稳定性作用机理研究综述

在综合国内外植物护坡研究的基础上,对边坡稳定性作用机理进行了详细的介绍:一是从水文效应和力学效应两个方面,对根系固土护坡机理进行了详细介绍,并着重从根-土相互作用、根增强理论模型等方面论述了植物根系固土护坡的力学效应;二是在根增强的理论方面,从根的拔出和根的拔断两个方面分析了根的增强作用;三是从加筋理论和锚固理论两个方面介绍了根系对边坡稳定性的影响,并针对目前的研究现状,提出存在的问题,探讨了植物根系固土护坡研究的发展方向。     

植树固坡对高填路堤稳定性影响研究

通过建立植树固坡浅层加筋力学模型和深根锚固力学模型，并运用有限元软件ANSYS模拟了植树对高填路堤的作用，分析了植树数量、植株种植位置和坡脚处单株位置对高填路堤稳定性影响。结果表明:植株在距坡脚水平距离为6 m和植株根系深度为9 m时，植株加固边坡效果明显；植株种植位置和根系深度是影响边坡稳定性的重要因素。     

圆形和环形截面抗滑桩的非均布配筋计算方法

对大截面抗滑桩考虑非均布配筋可以大大降低配筋量。从受力特点、计算简便性以及布筋要求等方面对抗滑桩和其他定向受力桩作了定性对比分析。以《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)中圆形与环形截面受弯构件配筋计算公式为基础,推导了圆形与环形截面抗滑桩120°夹角非均布配筋计算公式,进行了算例对比分析和经济配筋定量计算探讨。结果表明:计算方法是经济合理的;抗滑桩的总配筋量与构造配筋率近似成正比,构造配筋率取0.2%(预制桩为0.8%)时配筋最为经济。     

圆形截面钢筋混凝土结构受弯配筋实用计算和应用研究

圆形截面钢筋混凝土受弯构件如排桩在基坑工程中常作为围护结构，目前规范给出的配筋计算公式涉及求解超越方程，无法直接求得计算结果。对规范计算公式转换，运用常用的办公软件Excel的单变量求解、规划求解和VBA编程功能编制圆形截面钢筋混凝土结构受弯配筋的计算表格，结合实例进行了分析验证，并应用至基坑工程项目中，获得较满意效果。     

矩形空心墩等效塑性铰模型

为准确计算矩形空心墩变形能力,基于弯曲、剪切和纵筋滑移三分量变形模型分析影响有效刚度和等效塑性铰长度的主要因素。通过考虑剪切变形的贡献引入空心率的影响,确定计算有效刚度和等效塑性铰长度的公式形式。通过对48根发生弯曲破坏的矩形空心墩拟静力试验结果进行回归分析,分别标定出有效刚度和等效塑性铰长度计算公式中的参数。利用基于建议公式的等效塑性铰模型计算矩形空心墩荷载-位移骨架曲线,并与另外3根试件的试验结果进行比较。基于48根矩形空心墩拟静力试验结果,对各国规范关于有效刚度和等效塑性铰长度的计算公式进行评估。研究结果表明：矩形空心墩有效刚度随轴压比、纵筋率和剪跨比的增大而增大,随d_bf_y/（L·f_c）和空心率的增大而减小;等效塑性铰长度随墩高、截面高度、纵筋率、空心率及d_bf_y/f_c的增大而增大;利用基于建议公式的等效塑性铰模型得到的矩形空心墩荷载-位移骨架曲线与试验结果吻合较好;各国规范关于有效刚度和等效塑性铰长度的计算公式对矩形空心墩试验结果的估计均偏于不安全,建议公式具有更高的精度和更小的离散性。     

复杂动力作用下加筋土挡墙内部稳定性分析

从加筋土挡土墙的特殊受力机理出发,对水平和竖向地震同时作用下加筋土挡墙进行了内部稳定性分析;研究了挡墙破裂面形状与位置,结合国内外一系列室内和现场足尺试验资料而确立了地震作用下加筋土挡墙的分析模型;通过挡墙的筋带拉断破坏和筋土粘着破坏分析,分别推导了加筋带的界限配筋率和临界长度计算公式,这两个公式能适用于多种实际的荷载工况(静力荷载和地震荷载),公式计算结果与试验结果吻合良好,可为加筋土挡土墙工程抗震设计及动力分析提供一定参考。     

大跨隧道开挖过程中围岩内力及变形分析

以某公路大跨隧道为背景介绍了在隧道开挖过程中围岩压力及变形受开挖影响所产生的变化,通过对实测数据的分析,指导施工中支护参数的调整,与理论公式进行对比选定合理的公式、确定准确的地质参数,预测下段施工围岩压力及变化。