[发明专利]强降雨条件下植被护坡加固方法

说明书

技术领域

本发明是涉及环境岩土工程和环境保护技术领域的一种有效用于强降雨条件下植被护坡加固的方法。

背景技术

强降雨条件容易引起边坡的失稳及滑移灾害，利用植被根系并通过根系对边坡土体的锚固作用、加筋作用、水份蒸腾作用，提高土的抗剪强度，进行边坡加固与防护，已成为防治滑坡的有效处置方法，并在边坡工程中获得广泛应用。而今，鲜有系统且科学地给出强降雨条件下植被护坡加固方法，更多的是对植被护坡根系固土力学效应及机理包括深粗根锚固作用、浅细根加筋作用及降低坡体孔隙水压力等的认识不够，只是提出经验式的方法，给植被护坡工程的设计与施工带来很大的盲目性与随意性，并容易造成设计达不到预期防护要求或造成不必要的经济浪费。另外，现有方法中无法区分浅层滑动与较深边坡滑裂时，根须、垂直根系及水平根系与周围土体之间的变形作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效用于强降雨条件下植被护坡加固方法，它可以作为采用植被护坡加固解决强降雨条件下边坡失稳及滑坡的有效途径，有效地用于指导强降雨条件下植被加固边坡工程的设计与施工。

通过须根-土相互作用的分析模型，计算出须根的加筋作用而增加的土抗剪强度，通过垂直根系根-土相互作用受力分析，得出垂直根系的最大锚固力，以及水平根系根-土相互作用力计算边坡植被的最佳株行距。

本发明方法包括三方面内容，如下：

(1)须根的加筋作用而增加的土抗剪强度确定

针对单一根建立根-土复合体计算模型见图1，图1(a)表示根的延伸方向与土中剪切变形区正交，图1(b)表示根的延伸方向与土中剪切变形区斜交。由根的加筋作用增加的土抗剪强度τ_R计算式，如下：

根的延伸方向与剪切变形区正交时：

根的延伸方向与剪切变形区斜交时：

ψ=tan-1[1k+(tan-1i)-1]]]>

k=XH]]>

式中，τ_R为由根的加筋作用而增加的土抗剪强度，T为单根抗拉力，a为单根作用的土面积，θ为根的剪切变形角，为土的内摩擦角，i为根的延伸方向与土的剪切变形区的初始夹角，k为剪切变形比，H为土中剪切变形区的厚度，X为根的剪切位移。

在根作用的土面积A内共有n条根，其中m条正交根、n-m条斜交根，根的抗拉力为T_j(j＝1～n)，正交根的剪切变形角为θ_j(j＝1～m)，斜交根的延伸方向与剪切面的初始夹角为i_j(j＝m+1～n)，斜交根的剪切变形比为k_j(j＝m+1～n)，n条根的加筋作用而增加的土抗剪强度τ_R计算式如下：