樹根固坡對高填路堤穩(wěn)定性作用機理研究.pdf

1、近年來公路、鐵路等交通設(shè)施在全國范圍內(nèi)快速發(fā)展，特別是在西部地區(qū)，交通事業(yè)的發(fā)展更是空前迅猛。在交通建設(shè)的過程中不可避免地會產(chǎn)生一些填方較高路堤，這些路堤由于缺乏必要的保護措施極易發(fā)生邊坡失穩(wěn)破壞，由此產(chǎn)生的邊坡穩(wěn)定性問題十分突出，主要表現(xiàn)為:邊坡在自身重力或荷載的作用下發(fā)生深層失穩(wěn)破壞以及邊坡在雨水或流水的侵蝕下發(fā)生邊坡淺層滑移和水土流失。目前，對于這類問題主要采用的是傳統(tǒng)的土工方法，如添加錨桿、抹面防護等，但具有一定的限制，如使用期

2、限短、經(jīng)濟性差、不美觀、破壞生態(tài)環(huán)境等，而常見的生態(tài)方法如在邊坡上種植草類或灌木類植株又只能起到一定的護坡作用，對于深層邊坡的防護效果幾乎為零，在這種情況下，植樹固坡技術(shù)應(yīng)運而生。高大的喬木不僅具有茂密盤踞在土體淺層的細(xì)根，還具有深入到土體深處的粗根，這兩種類型的根系分別在邊坡土體的淺層和深層發(fā)揮著不同的作用對邊坡進行周全的保護，不僅如此，在邊坡上種植植物，還能夠恢復(fù)破壞的生態(tài)環(huán)境，凈化道路范圍內(nèi)的空氣，美化道路沿線的景觀，從而提高道路

3、整體的服務(wù)水平。植物防護具有長久的適用性，隨著時間的增長，其防護加固作用還能與日俱增。植物防護具有很好的經(jīng)濟性，在相同條件下比土工方法更加節(jié)約工程開支。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①系統(tǒng)地分析了植物根系與邊坡土體之間的力學(xué)作用，通過受力分析得到植株根系對邊坡的加固主要是由于土體在荷載的作用下產(chǎn)生塑性應(yīng)變和位移，從而產(chǎn)生局部裂縫，使得穿過裂縫植株根系和土體產(chǎn)生相對的錯動從而調(diào)動了根系的拉力，拉力通過植株根系和土體之間的摩擦作用傳到土體

4、上使裂縫兩側(cè)土體在根系的連接下保持穩(wěn)定從而達(dá)到保護的作用。②通過分別對淺層根系和深層根系進行進一步的研究，發(fā)現(xiàn)兩種根系具有近似的作用原理，只是作用范圍和作用程度有所不同，據(jù)此將淺層根系的作用定義為加筋防護，將盤踞在邊坡淺層的根系看作添加在土體中的鋼筋網(wǎng)從而提高根系分布區(qū)域的內(nèi)聚力;將深層根系的作用定義為錨固防護，將深入土體深層的粗大根系定義為全長粘結(jié)型錨桿，通過錨桿的錨固作用防止土體的深層滑移。③結(jié)合理論建立適當(dāng)?shù)挠邢拊治瞿Ｐ?，通過有

5、限元軟件ANSYS對建立的模型進行分析，得到通過在邊坡上栽種高大的喬木可以增加邊坡穩(wěn)定性的結(jié)論，其加固效果與植株的栽種位置和根系分布深度有關(guān)，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)通過在邊坡底部和頂部種植植株對邊坡穩(wěn)定性的增加較為明顯。不同的邊坡坡度決定了不同的潛在滑動面位置，邊坡坡度越大，植株的有效加固范圍越小。對于公路邊坡而言，適宜將植株種植在坡腳處，論文還對坡腳處植株距離坡腳距離、根系深度、植株間距、邊坡高度等因素對加固作用的影響分別進行了系統(tǒng)的分析，得到了