植被混凝土生态护坡基材初期强度特性研究

生态护坡基材初期强度对基材在边坡的自身稳定和物种发芽有重要影响。以植被混凝土基材为研究对象,以其2 d龄期的无侧限抗压强度作为初期强度的代表值,对生态护坡基材初期强度特征进行研究。以水泥掺量 、有机质掺量 和水灰比 为影响因素,分别设计单因素影响试验、正交试验。试验数据分析表明,水泥掺量、有机质掺量和水灰比3因素均对植被混凝土初期强度产生影响,影响程度依次为 ＞ ＞ ; 在0.50～0.55之间时植被混凝土基材初期强度最大。在水灰比及其他因素不变的条件下,以 、 为自变量,建立了植被混凝土基材初期强度的多元非线性回归模型,验证试验表明该模型可较准确地预测植被混凝土基材的初期强度。在植被混凝土生态防护技术应用过程中,根据基材初期强度模型估计基材最小水泥掺量和最大有机质掺量,既可保证工程实施初期基材的自身稳定性,又有利于边坡后期植被的恢复和持久生长     

河道整治工程植生生态混凝土最佳配合比研究

本文以某河道整治工程植生生态混凝土为例,首先简要介绍了植生生态混凝土工程性能及应用优势,其次对植生生态混凝土原材料组成及其基本性能进行分析,然后介绍了配合比试验及各影响因素参数变化范围,得到结论：随着水胶比逐渐增大,不同胶凝材料组成的植生生态混凝土的抗压强度不同,其中80%水泥净浆20%粉煤灰随着水胶比的变化幅度最大,最终得到了生态混凝土最佳配合比参数,从而为类似工程项目提供借鉴。     

生态酯类材料砂土改良及工程护坡应用

为提高砂土边坡的稳定性并实现生态护坡,采用生态酯类材料——纳米水性黏合剂对砂土进行改良,通过凝胶渗透色谱法和热重法分别对纳米水性黏合剂的相对分子质量及分布、热稳定性等进行了测试与分析;通过设计并开展不同纳米水性黏合剂掺入量条件下砂土的无侧限抗压强度试验和直接剪切试验,研究了砂土的强度改良效果与规律;通过崩解试验和边坡冲刷模型试验,研究了砂土的遇水稳定性和坡面抗冲刷能力的改良效果与规律,并进一步分析了砂土改良及生态护坡机制。结果表明,纳米水性黏合剂能提高砂土的强度、水稳定性及坡面抗冲刷能力。随黏合剂掺入量的增加,砂土的无侧限抗压强度和黏聚力增大,黏聚力的增加幅度可达46%～77%,而内摩擦角变化较小;砂土的崩解系数和峰值崩解速率减小,最大崩解速率出现的时间越发滞后;坡面冲刷率降低约68%～86%。边坡防护工程实际应用效果表明,纳米水性黏合剂的固土效果好,作用时间长,促进植被生长,实现了边坡的长效生态防护。     

黄土边坡植物根系固土护坡效应研究

黄土高原生态环境脆弱,且随着人类工程活动日益频繁,黄土滑坡等地质灾害问题也日益严重。植物护坡是恢复黄土边坡生态和防治黄土边坡地质灾害的有效手段。本文基于延安地区黄土边坡调查,通过植物科属分布及密度,及其在边坡植被群落结构中的生长特征等分析,查明植物生长特征与边坡生境的相关联系,筛选适宜当地环境的护坡树种;通过原位试验,分析植物根系固土护坡效应;最后在总结上述研究成果的基础上,提出了该地区适宜的护坡植物,为陕北地区黄土边坡植物防护设计提供了理论依据。本研究成果能促进植物在西北黄土地区的工程应用,为西北黄土边坡复合型生态防护技术提供指导。     

负温下磷酸镁水泥混凝土的力学性能与抗冻性能

研究了磷酸镁水泥（MPC）混凝土在20℃、-10℃、-15℃、-20℃养护环境下的力学性能和抗冻性能,为MPC混凝土应用于寒区旱区的抢修工程提供科学依据。MPC混凝土力学性能按照国标GB/T 50081-2002进行试验,抗冻性能按照GB/T 50082-2009进行试验。结果表明：20℃养护条件下,MPC混凝土的28 d抗压强度达到65.3 MPa,抗折强度达到6.8 MPa;-10℃养护条件下,28 d抗压强度达到59.7 MPa,抗折强度达到7.2 MPa;300次快速冻融循环后,-10℃养护条件下MPC混凝土质量损失率为3.5%,相对动弹性模量为83.5%,抗冻性能优于20℃养护条件下的MPC混凝土。-10℃养护条件下MPC混凝土力学性能和抗冻性能优异,可用于寒区旱区的抢修工程。     

河道生态岸坡防护技术的应用分析

在充分发挥传统护坡功能的同时,现浇无砂混凝土护坡能够明显降低投资成本,并且具有较好的生态性;另外,对于河道生态治理特别是软土地区,将预制钢筋混凝土沉管直接利用挖掘机铅直压入堤岸的防护技术,可以有效控制施工质量。因此,兼顾生态需求与传统安全的现浇无砂混凝土结合沉管护脚的生态岸坡防护技术,其优点有安全性高、生态性好、降低造价、缩短工期、施工简便等。实践表明:无需实施特殊措施无砂混凝土就能满足河道生态护坡工程中植物生长的环境要求,对于两栖类动物巢穴的修筑人工预留孔洞发挥着积极作用;将厚5 cm的种植土铺设于坡面可以实现零维护,并为本土植物的自然生长创设适宜环境,实际工程取得较好生态效果。     

贵州省紫云县耕地土壤元素组合特征及硒元素分布特征

山砂原材资源丰富、取材便捷,已广泛用于普通强度等级的混凝土。山砂表面粗糙、级配差、含泥量大等特点使其在配制高强度混凝土时具有一定难度。本文采用人工水洗山砂,在固定胶凝材料用量的情况下,考虑砂率、水胶比、 矿物掺和料组合掺量3个因素,每个因素考虑3个水平,找出各因素对混凝土标准龄期抗压强度的影响,利用正交实验设计优选混凝土的配合比设计参数。基于最优配合比设计参数,研究山砂石粉含量对高强混凝土和易性和抗压强度的影响。试验结果表明：最佳配合比方案为A1B2C2,机制山砂中含有7%至10%的石粉能改善混凝土的工作性能和抗压强度。     

重金属污染物侵入对土体强度影响的试验研究

通过三轴试验、压缩试验和直剪试验对重金属污染土进行了研究,在100、200、300KPa围压条件下,对5种重金属含量不同的污染土试样:一般土、污染土(重金属元素质量比分别为:1%、3%、5%、7%)进行三轴对比试验,试验结果表明:污染土的强度随着重金属元素的含量的增加显著降低,围压增大对重金属含量低的污染土的强度的影响不显著,质量比小于3%时,峰值强度降低10%~15%,质量比大于5%时,峰值强度降低40%~50%;直剪试验结果表明:质量比小于3%的污染土抗剪强度-垂直压力曲线基本平行,垂直压力与抗剪强度成正比,抗剪强度降低幅度为5%~10%,质量比大于5%的污染土抗剪强度-垂直压力曲线表现为不规则,抗剪强度降低45%~55%左右;压缩试验结果表明,污染土与一般土的压缩量差别较大,质量比超过5%以上时对压缩性的影响尤为显著。     

重金属污染物侵入对岩石力学性能影响的研究

通过抗剪强度试验、风化耐久性强度试验、耐崩解试验、点荷载试验,对受重金属污染的泥岩、页岩、砂岩的力学强度变化特性进行了研究,并根据试验结果绘制了3种岩石抗压强度与重金属含量的关系曲线,采用线性回归法分析了岩石抗压强度与重金属质量比的相关关系。研究结果表明:在岩性、含水量、试验条件等相同的条件下, 3种重金属污染岩石的力学强度都随着重金属污染物含量的增加而减小; 重金属污染的泥岩、砂岩和页岩的单轴抗压强度与重金属质量比关系分别呈幂函数(泥岩、砂岩)、对数函数(页岩)关系,关系分化度为较显著-显著负相关。根据Weibull分布定律与对流-扩散特性建立了重金属污染物侵入与延伸性能方程,并对泥岩试验结果进行了计算,绘制了侵入性能、延伸性能与时间的关系曲线。结果表明: 4种金属元素在泥岩中平均侵入性能与延伸性能的大小顺序为Cd2+ Pb2+ Cu2+ Zn2+,且元素活性越大,侵入能力与延伸能力越强,侵入性能随着时间变化而逐渐减小,延伸性能随时间变化而逐渐增加。     

现浇透水性生态混凝土在河道边坡工程中的应用

针对传统护坡工程方法在河道边坡工程生态环境保护和修复方面的缺陷,提出了新型现浇透水性生态混凝土护坡技法,优化设计了该技法组成材料,并对生态混凝土的耐久性、植生能力和净水性能进行了综合分析。通过该技法在泰州周山河河道边坡生态治理工程中的实际应用,认为所提出的现浇透水性生态混凝土护坡技法不仅能充分保证护坡工程的安全性,还可维持和改善周边生态环境与生态系统。     

生态复合型边坡防护板和边坡防护结构的设计与应用试验研究

本文通过对生态护坡原理的深入分析与总结,提出了生态护坡工程中的关键技术及其所存在的问题,并为解决该问题提出了一种合理用水的治水新思路,进而设计了一种生态复合型边坡防护板和边坡防护结构,为研究其实际的防护效果,笔者对其进行了室外模型试验。实验结果表明：（1）该新型防护板与防护板结构具有优良的结构稳定性,防护壁的自然分级效应为植物的生长提供了更有利的平台与空间,有利于植被对边坡加固的力学效应与水文效应的发挥,整体显示出较强的生态护坡效果; （2）同时种植多种植被有利于其成活与生长,便于形成生态群落与长期发展,使其可净化空气、美化环境、构建绿色通道,彰显其人文景观效益和社会效益; （3）以模型试验的方式直接在室外证明了该新型防护板和防护结构具有坡面防护、绿化与生态平衡的综合作用,直接验证了它的可行性、实用性与科学性,可以考虑在实际工程中大量应用。     

冻融循环对砼护坡界面抗剪强度影响试验研究

以混凝土铰接块+土工布+黏土护坡结构室内模型为研究对象, 分别讨论不同含水量及冻融循环次数下接触面间抗剪强度指标的变化规律. 分别测定常温下护坡结构含水量在15.7%~28%之间的黏聚力(C)和内摩擦角(φ)值, 含水量为18%以及饱和状态下经过10次冻融循环的C值和φ值, 采用多元回归法进行分析. 结果表明: 含水量对护坡结构的抗剪强度指标弱化十分明显, 斜面摩擦试验中黏聚力和内摩擦角均随含水量增加而降低; 含水量与内摩擦角呈线性相关关系, 与黏聚力呈乘幂关系. 冻融循环过程水分迁移导致砼护坡界面水分增大, 界面抗剪强度指标弱化. 随冻融循环次数的增加砼铰接块护坡界面的抗剪强度减小, 对于非饱和黏性土, 在5次冻融循环时减小幅度较大, 但10次冻融循环时减小幅度较小并基本趋于稳定; 而对于饱和黏性土, 其抗剪强度指标随冻融循环次数的增加减小幅度并不明显.     

植物根系对土体抗剪强度影响的研究

通过室内直剪实验分析了不同含水率下有根和无根的扰动砾砂土体的抗剪性能。得出:在相同含水率下,有根土体相对于无根土体其内聚力较小,内摩擦角较大;有根土体的抗剪强度随含水率的增大而减小。最后为其在工程中的应用提出了一些建议,可为植物根系护坡技术的应用提供一定的借鉴意义。     

护坡工程中保温板防冰冻设计

寒冷地区的护坡工程经常会由于土基冻胀而产生隆起、或是在冰弯矩作用下产生推坡的现象,从而使护坡工程在风浪淘刷下产生破坏。利用聚苯乙烯保温板阻隔大气负温对土基的侵袭,提高土基地温,从而减小冻深,削弱冻胀,避免护坡遭受破坏。经过对聚苯乙烯保温板的物理力学性质及冻融特性的试验分析,指出重度、含水率、导热系数、抗压强度、冻融循环次数对聚苯乙烯保温板保温效果的影响。提出护坡工程的抗冰冻设计方法,对有关问题的进一步研究和护坡抗冰冻设计具有参考意义。     

基于聚氨酯复合基材的岩质边坡客土生态修复试验研究

为解决目前岩质边坡客土喷播生态修复中存在的客土基材滑落、坡面表层土流失严重和植被生长差等问题,采用聚氨酯有机高分子材料与土体结合组成聚氨酯复合基材,用于边坡生态修复。通过室内试验对其强度、抗冲刷性以及影响植被生长情况进行研究,并在典型岩质边坡上进行现场试验,对聚氨酯复合基材的有效性进行验证。研究结果表明:聚氨酯有机高分子对于复合基材的强度和抗冲刷性具有显著的提升作用,随着聚氨酯有机高分子浓度增加,聚氨酯复合基材的强度增加,抗冲刷能力提高。与未添加的试样进行对比,浓度为1%聚氨酯复合基材的强度为113.63 kPa,提高幅度约为95.45%;20%浓度试样的峰值冲刷量为28.8 g,降低幅度约为71.2%。聚氨酯有机高分子可以有效促进植被种子的发芽与生长。当聚氨酯有机高分子浓度由0%提高到10%时,种子的发芽率由12%提升到68%。但当聚氨酯有机高分子浓度过大时,会对植被的发芽和生长发生抑制作用。研究结果可为岩质边坡的生态防护提供一定的参考与借鉴。     

岩石边坡生态防护技术比较分析

介绍了岩石边坡的形成和特征以及岩石边坡生态防护的内涵,系统总结了目前常用的4类岩石边坡生态护坡方法,并对其进行了对比,指出了当前生态护坡技术的发展趋势和需要解决的关键问题.     

基于地质安全评价的废弃矿山高陡边坡生态修复技术研究

新一轮找矿突破战略行动需要关注生态环境保护,废弃露天矿山生态修复则是矿地综合利用、生态环境保护的重要举措,其中高陡边坡修复是废弃矿山生态修复的重点与难点。为此,选择浙江省兰溪市灵洞乡洞源村废弃露天矿山开展了生态修复技术示范研究,在实地勘察、工程地质测绘与工程钻探的基础上,基于有限元方法,对边坡进行安全性数值分析,进而对高陡边坡实施生态修复。数值分析表明:边坡随着降雨的进行,其安全系数从1.458降至0.851,存在安全隐患;高陡边坡生态修复必须辅以削坡降低斜坡坡度、在边坡前缘实施挡土墙等工程手段才能达到安全性要求;合理排水可大大降低水对边坡安全性的影响,增强边坡的稳定性。经过生态修复设计后,暴雨条件下边坡安全系数显著提高且基本保持在1.7左右,达到了安全性的设计要求。该技术示范可为其他废弃矿山生态修复提供参考。     

植物根系对低液限粉质黏土边坡浅层土体抗剪强度影响的试验研究

随着生态平衡和环保日益得到公众的认同和重视,工程边坡的生态修复与防护技术得到发达国家的重视,生态防护成为边坡灾害防治和水土流失控制的首选方案,代表着边坡防护的发展方向。本文采用等应变直剪仪对两种种植在低液限粉质黏土边坡上的抗旱耐瘠植物的根-土复合土体及素土进行室内剪切试验,探讨不同根系密度和含水量对抗剪强度的影响,结果表明:随着垂直压力的增加,土体抗剪强度随之增加;根系能显著增加土体抵抗剪切破坏能力,其中沙打旺提高土体抗剪强度的效果较锦鸡儿明显;随着根系密度的增加,抗剪强度随之增加;随着土体的含水率增加,根-土复合体抵抗剪切能力先增加后减小;植物根系对土体的内摩擦角影响不大,但对黏聚力影响较大,根-土复合土体抵抗剪切破坏的能力主要由黏聚力的提高决定。本文研究成果对华北地区低液限粉质黏土公路边坡生态防护技术及采煤矿区环境生态治理工程中的植物选择和配置,均具有重要的意义。