根系作用下的基材土–岩接触面原位剪切试验研究

采用自制原位剪切仪,对不同粗糙度、不同多花木蓝根系密度的基材土–岩接触面进行原位剪切试验,研究了基材土–岩接触面的剪切变形特征。研究表明,基材土–岩接触面剪切应力–位移具有典型的软化特性;受根系加筋、锚固作用影响,含根试样的剪切破坏面粗糙、破碎。根系作用对土–岩接触面峰值剪切强度、峰值剪切位移及残余剪切强度影响明显,对比发现,不同粗糙度下,相同根系面积比对提高界面峰值剪切强度的贡献率差异较小;根系面积比较小时,增强界面峰值剪切强度的贡献率低于粗糙度,随着根系面积比增大,根系提高界面强度的作用更为明显,其贡献率显著增加。     

植物根系对土质边坡浅层稳定性影响分析

植被护坡工程中,先锋植物发达的根系能对边坡土体产生一定程度加筋作用而提高边坡的浅层稳定。用理正岩土软件和Ansys10.0数值计算软件,计算分析了一简单土坡潜在薄弱面的位置和状态。再以根系加筋理论为基础考虑边坡坡顶加筋、坡脚加筋和全坡面加筋3种工况,分析了根系加筋对边坡土体稳定性提高的幅度以及根系加筋对边坡体影响范围,以此来评价护坡植被根系提高土质边坡浅层稳定的效应,并为先锋物种的选取和搭配提供相应理论依据。     

三峡库区小流域降雨入渗和产流产沙特征试验研究

三峡库区暴雨集中,历时短,强度大,是造成土壤侵蚀的重要因素。为开展对三峡库区小流域降雨入渗和产流产沙特征研究,通过建立三峡库区小流域微缩模型,分别实施降雨强度为60,90,120 mm/h的3场人工模拟降雨,对小流域模型降雨入渗规律和径流侵蚀过程进行了分析。研究结果表明:径流量均随降雨强度的增加而增加,而降雨强度增加入渗的作用仅在一定范围内是有效的;随着降雨的进行,产流强度和入渗率都趋于稳定状态,入渗率服从对数函数规律,产流强度呈幂函数变化;3场降雨中累计产沙量和累计径流量的关系均满足幂函数形式,含沙量和侵蚀量之间呈较好的线性关系。该研究成果可为这一区域的水土流失防治提供重要的科学依据。     

根系影响下粗糙土-岩接触面剪切损伤模型研究

合理描述根系和岩面粗糙度影响下土-岩接触面的剪切行为是开展土岩混合边坡稳定评价的关键。基于Weibull分布并考虑含根率、粗糙度的影响建立了土-岩接触面剪切统计损伤模型。根据试验结果,确定了含根率、粗糙度对接触面剪切刚度的影响函数及模型参数,并验证了模型的可行性;进一步,探讨了含根率、粗糙度和模型参数m、w₀对接触面剪切变形和损伤演化的影响。研究表明：根系与粗糙度均能抑制接触面损伤发展从而提高接触面强度;提出的损伤模型能较好地描述根系和粗糙度影响下土-岩接触面剪切损伤演化和剪切力学特性。研究成果可为土-岩接触面剪切性能分析及土岩混合边坡稳定评价提供理论参考。     

协同创新中心研究生培养探索与实践

研究生培养是协同创新中心的重要任务之一。文章从培养目标、培养平台、培养机制、培养体系、学位资格、利益协调六方面分析了地方高校协同创新中心研究生培养模式的基本要点,并提出相应的改革措施,结合三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心研究生培养的实践,对协同创新中心研究生培养模式进行了探索。     

边坡工程中卸荷岩体的探讨

岩体卸荷是水利水电工程建设中常见的工程地质问题,岩体卸荷裂隙是影响边坡岩体稳定性的重要因素.文章介绍了边坡工程中卸荷岩体的形成机理、裂隙类型、分带依据及卸荷岩体加固时应注意的问题.     

向家坝工程扰动边坡微生物群落功能多样性分析

为揭示不同修复类型土壤的微生物群落特征和生态功能,选取金沙江流域向家坝工程扰动区框格梁覆土、厚层基材、弃渣地3种不同修复模式的边坡,通过Biolog方法分析微生物功能多样性、代谢活性以及群落结构。结果表明:厚层基材边坡土样平均光密度值(AWCD)最高,框格梁覆土边坡次之,而弃渣地边坡土壤最低。厚层基材边坡微生物对6类碳源的利用能力均较强,框格梁覆土边坡微生物对糖类、羧酸、脂肪酸以及胺类碳源的利用效率较好,弃渣地边坡微生物仅对羧酸类的碳源具有较好的利用能力;不同修复类型边坡微生物群落Shannon指数、碳源利用丰富度指数、均匀度指数及Simpson指数变化趋势整体表现为厚层基材边坡框格梁覆土边坡弃渣地边坡;厚层基材边坡土壤微生物群落多样性、生理功能多样性以及代谢活性均优于其他修复类型边坡土壤,而弃渣地边坡土壤为最差。     

水平荷载作用下多花木蓝根系拉拔试验研究

为探索灌木植物根系与土壤界面摩擦力的影响因素,通过改变土壤干密度条件,采用直接施加水平拉拔荷载的方法进行单根拉拔试验,研究了多花木蓝单根的抗拉拔力。结果表明①多花木蓝单根的抗拉拔力与位移关系曲线可分为陡峭上升、陡峭下降和平缓下降3个阶段,在试验开始阶段呈线性关系,随后表现出显著的非线性关系;②在同一土壤干密度条件下,多花木蓝单根的最大抗拉拔力随着根径的增加而呈线性增大趋势,相关系数超过0.9;③当根径一定时,多花木蓝单根的最大抗拉拔力随着土壤干密度的增加而增大;④根在土壤干密度ρ_d为1.35,1.45,1.55 g/cm³时的拉拔破坏模式均表现为摩擦破坏,而土壤干密度ρ_d=1.65 g/cm³,根径r=0.586 mm是根的拉拔破坏模式从摩擦破坏到拉断破坏的临界点,表明当根径r<0.586 mm时,根的破坏模式表现为拉断破坏,而当根径r>0.586 mm时,根的破坏模式表现为摩擦破坏。因此,根径、土壤密度影响根土界面的抗拉拔力。     

静水条件下植物根系对紫色土的抗蚀性效应

三峡库区广泛分布的紫色土崩解造成严重的水土流失,在该区域人工构建植被是解决该问题的重要途径。以紫色土、狗牙根和多花木蓝为研究对象,通过静水崩解试验,研究不同植物根系组合下紫色土的抗蚀性能,分析紫色土的抗蚀性能与植物根系特征、侵蚀坡度的相互关系。结果表明:植物根系能显著提高紫色土的土壤平均质量直径(MWD)、抗蚀系数和抗蚀增强系数,植物根系组合的抗蚀增强效果为草灌混播纯草本纯灌木;紫色土的抗蚀系数随根系的根长密度、根表面积密度、根重密度的增大而增大,拟合优度在0.96以上,成显著相关关系;相同的种植条件下,累计崩解量随侵蚀坡度的增大而增大,且在崩解前期增速较快、后期增速较慢并逐渐趋于稳定。     

燕山水库输水洞岩石坡面植被护坡技术应用

介绍了边坡植被具有的浅层防护、水土保持和生态功能,以燕山水库输水洞岩石坡面植被护坡工程为例,分析了岩石边坡形成后概况,并针对1∶1、1∶2和1∶3不同坡比边坡综合分析对比了分别采用植被混凝土生态防护、防冲刷基材生态护坡和客土喷播技术的效果,同时提出了三种技术施工及冬季施工措施.实践证明,植被护坡工程在护坡和水土保持上可取得较好的综合效果.