砒砂岩边坡生态修复及其稳定性研究

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灌注型植生卷材技术是一种兼顾高效防护与有效绿化的新型柔性生态护坡技术。可应用于公路、河道等土质甚至岩质边坡的大范围防护与绿化。本文针对砒砂岩特殊的岩性特征,通过在坡面上铺设锚固固定好的植生卷材,然后将种子和特殊资材通过专用机械高压灌注到植生卷材内,从而使边坡表面形成稳定且长期的植物生长基础层,达到改良边坡生态环境的目的,逐步实现边坡防护与景观效益的和谐统一。围绕砒砂岩生态护坡技术,本文主要开展了以下工作:(1)采用单因素试验法初步探究了稻壳炭,保水剂,蛭石及有机肥掺量对土壤硬度、植株出芽率、p H值变化、水稳性团聚体、总孔隙度等指标的影响。得出基材对生态护坡效果有显著影响。分析基材功能后,确定出植生基材的组分为:砒砂岩、沙、保水剂、稻壳炭、蛭石、植物种子、有机肥等七种,试验所得到的基准配比基材综合性能相对较好。(2)在前期探索性试验基础上,采用正交试验设计法,进一步探究了腐殖土、蛭石、稻壳炭、保水剂等参数对基材土壤硬度、p H、出芽率、稳渗率、总孔隙率及干密度影响规律。比较出各指标与四个主要影响因素之间的相关性,利用各因素间的相关性,得出优化后的配方,该配方使得植株的平均出芽率得到有效改善。(3)基于强度折减理论,采用通用有限元软件ABAQUS对植生卷材护坡加固技术对砒砂岩区边坡降雨前后的边坡稳定性系数进行了模拟研究。在灌注型植生卷材覆盖后,分析了降雨过程中边坡稳定性的变化程度,该变化能够一定程度上表明植生卷材对砒砂岩边坡的改变程度。(4)基于室内试验优化配比,开展了现场边坡生态修复配套技术应用示范工程。同时,对砒砂岩为主的高、矮边坡及道路边坡的施工和监测方案做了系统归纳。结果表明提出的生态修复技术方案能有效解决高陡边坡施工困难等难题。针对植生基材的改性结合了已有复合材料技术,能够更有效的达成固坡绿化目标,进而能长期降低水土流失风险。
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