專利名稱：強(qiáng)降雨條件下植被護(hù)坡加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及環(huán)境巖土工程和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的一種有效用于強(qiáng)降雨條件下植被護(hù)坡加固的方法。
背景技術(shù)：
強(qiáng)降雨條件容易引起邊坡的失穩(wěn)及滑移災(zāi)害，利用植被根系并通過根系對邊坡土體的錨固作用、加筋作用、水份蒸騰作用，提高土的抗剪強(qiáng)度，進(jìn)行邊坡加固與防護(hù)，已成為防治滑坡的有效處置方法，并在邊坡工程中獲得廣泛應(yīng)用。而今，鮮有系統(tǒng)且科學(xué)地給出強(qiáng)降雨條件下植被護(hù)坡加固方法，更多的是對植被護(hù)坡根系固土力學(xué)效應(yīng)及機(jī)理包括深粗根錨固作用、淺細(xì)根加筋作用及降低坡體孔隙水壓力等的認(rèn)識不夠，只是提出經(jīng)驗(yàn)式的方法，給植被護(hù)坡工程的設(shè)計(jì)與施工帶來很大的盲目性與隨意性，并容易造成設(shè)計(jì)達(dá)不到預(yù)期防護(hù)要求或造成不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。另外，現(xiàn)有方法中無法區(qū)分淺層滑動與較深邊坡滑裂時(shí)， 根須、垂直根系及水平根系與周圍土體之間的變形作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種有效用于強(qiáng)降雨條件下植被護(hù)坡加固方法，它可以作為采用植被護(hù)坡加固解決強(qiáng)降雨條件下邊坡失穩(wěn)及滑坡的有效途徑，有效地用于指導(dǎo)強(qiáng)降雨條件下植被加固邊坡工程的設(shè)計(jì)與施工。通過須根-土相互作用的分析模型，計(jì)算出須根的加筋作用而增加的土抗剪強(qiáng)度，通過垂直根系根-土相互作用受力分析，得出垂直根系的最大錨固力，以及水平根系根-土相互作用力計(jì)算邊坡植被的最佳株行距。本發(fā)明方法包括三方面內(nèi)容，如下(I)須根的加筋作用而增加的土抗剪強(qiáng)度確定針對單一根建立根-土復(fù)合體計(jì)算模型見

圖1，圖I (a)表示根的延伸方向與土中剪切變形區(qū)正交，圖1(b)表示根的延伸方向與土中剪切變形區(qū)斜交。由根的加筋作用增加的土抗剪強(qiáng)度T E計(jì)算式，如下根的延伸方向與剪切變形區(qū)正交時(shí)
T TIr = — sin 0+ — cos 0tan <p根的延伸方向與剪切變形區(qū)斜交時(shí)
Tr =— sin(90° -v|/) +—cos(90° - Vj/) tan q>
SiSiv=tan_1[k+(taWi]k = |
式中，為由根的加筋作用而增加的土抗剪強(qiáng)度，T為單根抗拉力，a為單根作用的土面積，0為根的剪切變形角，9為土的內(nèi)摩擦角，i為根的延伸方向與土的剪切變形區(qū)的初始夾角，k為剪切變形比，H為土中剪切變形區(qū)的厚度，X為根的剪切位移。在根作用的土面積A內(nèi)共有n條根,其中m條正交根、n_m條斜交根,根的抗拉力為(j = I n)，正交根的剪切變形角為叫(j = I m)，斜交根的延伸方向與剪切面的初始夾角為ij(j = m+1 n),斜交根的剪切變形比為k」(j = m+1 n)，n條根的加筋作用而增加的土抗剪強(qiáng)度T E計(jì)算式如下
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)降雨條件下植被護(hù)坡加固方法，其特征在于通過須根-土相互作用的分析模型，計(jì)算出須根的加筋作用而增加的土抗剪強(qiáng)度，通過垂直根系根-土相互作用受力分析，得出垂直根系的最大錨固力，以及水平根系根-土相互作用力計(jì)算邊坡植被的最佳株行距。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)降雨條件下植被護(hù)坡加固方法，其特征在于所述通過分析水平根系根-土相互作用過程，使得根系拉力作用平衡的剩余推力不小于滑動體的剩余推力，以確保邊坡不發(fā)生失穩(wěn)或滑坡，給出合理確定邊坡植被株行距的具體方法。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)境巖土工程和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，提供的是一種有效用于強(qiáng)降雨條件下植被護(hù)坡加固的方法。這種方法區(qū)分了淺層滑動與較深邊坡滑裂時(shí)，考慮了根須、垂直根系及水平根系與周圍土體之間的變形作用，包括了須根的加筋作用而增加的土抗剪強(qiáng)度確定；垂直根系的最大錨固力計(jì)算；以及水平根系根-土相互作用力計(jì)算及邊坡植被的株行距的合理確定方法。它基于植被護(hù)坡根系固土力學(xué)效應(yīng)及各類根-土相互作用機(jī)理，給出了簡化而便于工程應(yīng)用的有效方法，可以用于植被護(hù)坡加固解決強(qiáng)降雨條件下邊坡失穩(wěn)及滑移的有效途徑，能夠用于指導(dǎo)強(qiáng)降雨條件下邊坡植被護(hù)坡加固的設(shè)計(jì)與施工，并保證設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)期的防護(hù)要求，避免不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。
文檔編號E02D17/20GK102733400SQ20111008624
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者凌賢長, 吳李泉, 唐亮, 張鋒, 王子玉, 王立娜 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)