降雨作用下抗滑桩与三维土工网垫植草护坡坡体的稳定分析

针对抗滑桩与三维土工网垫植草护坡在降雨作用下的稳定性问题,采用有限元强度折减法,利用ABAQUS建立抗滑桩与三维土工网垫植草护坡坡体的三维有限元模型,以坡底水平位移突变情况作为边坡失稳的判断标准,分别比较了不同工况下护坡安全系数随降雨时长的变化规律,以及降雨作用下抗滑桩桩位、桩长对抗滑桩与三维土工网垫植草护坡坡体的稳定性影响,并与未考虑降雨时的影响规律进行对比。结果表明:降雨时长对三维土工网垫植草工况的边坡稳定性影响较为明显;抗滑桩桩长对边坡稳定性影响较大,桩长宜取8 m;无降雨作用下将桩位置于坡中时边坡整体获得最大安全系数,降雨作用下将抗滑桩置于相对位置(L 0.4=4.8 m)时能够起到更好的抗滑效果;抗滑桩与三维土工网垫植草在降雨作用时加固护坡的效果比无降雨时更好,且优于原边坡。

我国煤矸石山综合治理现状及零碳治理探索

在煤炭资源的开采过程中产出大量煤矸石,粉煤灰等副产品,这些副产品大量堆积引发了一系列次生灾害与环境问题。为解决煤矸石山因堆积产生的一系列灾害,基于国内重要矿区矸石山分布情况,分析其主要灾害,研究其治理经验与成果,探索生态处治煤矸石山坡面稳定的方法,探讨了现存煤矸石山治理的不足之处。结合国内外煤矸石利用与绿色治理新技术,提出1种桩-草协同护坡的零碳治理方式,可为我国煤矸石山资源化利用和生态环境保护提供参考。

草坡种植屋面结构设计与防排水技术研究

针对城市体育中心项目中草坡种植屋面的特殊结构和防排水需求展开研究。通过分析草坡区域的结构特点和防排水技术要求,提出了相应的防排水解决方案。通过对具体工程案例分享,验证了所提出的设计与技术方案的可行性和有效性,为类似项目的设计与施工提供了借鉴和参考。

沿海滩涂地区不同措施坡面产流特性研究

我国沿海地区海涂资源丰富,但由于沿海降雨较多且海涂坡面土质松散,坡面极易产生降雨径流侵蚀,这导致海涂沟渠等工程坡面水土流失严重、淋洗困难。通过室内模拟降雨试验,研究在不同雨强下不同措施坡面的产流特性。结果表明:(1)不同措施坡面的初始产流时间均与降雨强度显著负相关,在50 mm/h雨强下,延缓坡面产流的效果依次为淋洗坑>淋洗沟>耐盐草被覆盖,在100、150 mm/h雨强下,延缓坡面产流的效果依次为淋洗沟>淋洗坑>耐盐草被覆盖。(2)不同措施坡面的产流过程具有同步性,在未发生坍塌时产流强度随细沟的发育而增加,待细沟发育成熟后产流趋于稳定,当坡面发生坍塌时产流强度短时间内激增后回落。试验对比发现,耐盐草被覆盖可以明显改善海涂坡面的稳定性。

高陡光滑岩质边坡绿化防护技术

由深路堑土石方开挖而形成的高陡光滑岩质边坡往往具有很大安全隐患和环境影响,需要采用有效的绿化防护技术以增强其稳定性和发挥生态功能。结合某高速公路扩建工程施工,从土工材料与植物生态条的结合、植物品种的选择与组合、以及土基加固等方面,探讨了适用于陡峭且光滑岩质边坡的绿化防护关键技术,包括TBS(turf base seeding)植草(灌)防护和喷播养护策略,增加客土厚度和采用双层TBS镀锌网片加固等。实践表明,上述措施能显著提升植被的绿化成活率和边坡的稳定性。研究结果可为类似地质环境下的绿化防护工程的设计与施工提供有价值的参考。

植被混凝土技术在省道边坡防护中的应用研究

现如今国省干线公路边坡防护已从单一的采用圬工结构、钢筋混凝土结构逐步向新材料、新工艺发展,以响应国家的碳中和设计理念。边坡防护采用植被混凝土喷涂技术将有机混凝土(强度等级不低于400MPa)和护坡专用外加剂(主要是增强剂)混合喷射到初步清理后的边坡上,再将草籽(草皮)植在透水混凝土表面,并用营养土层进行挂网覆盖,从而大幅提高边坡的稳定性,同时也美化了道路两侧的环境。

履带自走式缓坡地王草收获机底盘设计与试验

针对现有王草收获机作业时农艺匹配性差、配套动力不足等问题,优化设计了一款履带自走式王草收获机专用底盘;基于减少割茬碾压、低速平稳收割的作业要求,设计了行走装置与无级变速驱动装置;根据小地块、缓坡地的地形特征,设计和选型了液压助力转向系统与车架。开展了整机的稳定性分析及性能试验,结果显示:王草收获机底盘的最高行驶速度为9.02 km/h,最小转弯半径为1 349 mm,最大爬坡度为26°;在横向倾角为15°~16°的坡地等高线行驶时无侧滑、倾翻现象;在坡度为10°~12°的纵向坡道,沿上、下坡方向可靠停驻时间均大于5 min;在坡度为8°~9°的缓坡地作业时可实现速度0~4.19 km/h无级变速,动力充足且运行平稳,王草的平均割茬碾压率为7.43%。研究表明,设计的履带自走式王草收获机底盘能够满足小地块、缓坡地王草机械化收获作业要求。

草灌比例对新垦山地田埂边坡生态护坡效果的影响研究

山地开垦过程中形成的裸露边坡在水力侵蚀和重力侵蚀下易坍塌,直接影响到田地的耕作,因此在开发新垦山地的同时,需采取配套的生态护坡措施,将人为造地对生态的影响降到最低。选择本地草种狗牙根与马棘、胡枝子、盐肤木3种灌木,分别设置17.4%、13.6%、9.5%、5%四种草本比例在新垦山地的田埂边坡进行草灌混播试验,结果表明:草本比例过高会使植物密度过大,影响灌木的生长,不利于边坡稳固;综合混播植物生长情况、恢复的植物数量、土壤含水率、土壤抗剪强度和土壤紧实度情况来看,以草本比例5%为最优比例,此比例既可在喷播初期让草本快速发挥护坡作用,又不影响灌木生长,且可节省施工时的材料成本,可为新垦山地的生态护坡技术提供借鉴。

BIM技术在异形曲面建筑结构设计中的应用

随着社会经济与科技的发展,现代建筑造型日益呈现出多样化和复杂化的特点。越来越多的异形大空间曲面建筑涌现出来,使建筑结构设计的难度加高。深圳某公共建筑其二层室外公共平台通过大台阶和坡道到达一层室外地面。曲面幕墙、曲面景观草坡和垂直绿化3种形态相接相连使二层呈现出异形曲面的效果。项目通过应用BIM技术,实现异形曲面结构的准确表达,提高建筑结构设计的效率及质量。下面将阐述BIM技术在异形曲面建筑结构设计中的具体应用。

不同放牧强度下祁连山南麓高寒草甸草毡层及其土壤水分特征

为探讨放牧强度对高寒草甸草毡层及其土壤水分特征的影响,本研究分析了不同放牧强度[轻度(4.5羊单位·hm^(-2))、中度(7.5羊单位·hm^(-2))、重度(15羊单位·hm^(-2))和极重度(30羊单位·hm^(-2))]对祁连山南麓高寒草甸草毡厚度、根土比、硬度、抗剪强度、容重、孔隙度、饱和导水率和持水能力的影响。结果表明:1)随着放牧强度的增加,植物群落结构从轻度至重度放牧较稳定,至极重度放牧,禾本类植物重要值占比显著下降(P<0.05),莎草类和杂草类植物重要值显著增加。2)草毡层厚度和根土比均随放牧强度增加呈上升趋势,在极重度放牧达到最大。土壤硬度无显著变化(P>0.05)。土壤抗剪强度呈先增加后稳定的趋势,中度放牧样地最大;土壤容重随放牧强度增加呈先减少后增加趋势,重度放牧样地最低,极重度放牧样地显著增加。总孔隙度、毛管孔隙度随放牧强度增加呈先上升后降低趋势,在重度放牧样地达到最大,至极重度放牧,较重度放牧样地显著降低。3)最大持水量、毛管持水量、田间持水量及饱和导水率随放牧强度增加呈先升高后降低趋势,在重度放牧时达到最大,至极重度放牧均下降。4)草毡层厚度与莎草类重要值占比、根土比、土壤抗剪强度、硬度、最大持水量、毛管持水量和田间持水量均显著正相关;容重与草毡层厚度、根土比及各项水分特征指标均显著负相关。冗余分析结果表明,土壤容重和抗剪强度是影响草毡层水分特征的最显著因子。综上,保持一定草毡层厚度且连续的草毡层不但可以在一定程度上保证持水功能平衡,还可以缓冲外界因素对植物群落与土壤结构的损伤,是高寒草甸合理利用和保护的关键所在。

高边坡综合防护及滑坡治理分析

以广东省云浮罗定至茂名信宜(粤桂界)高速公路为例,结合高速公路路基边坡的地形地貌和地质条件,分析了综合防护技术措施在高边坡中的应用要点,并对高边坡滑坡进行优化整治分析。实践得出,路基高边坡防护是高速公路建设的核心难点,不同路段地形地貌和地质水文条件差异明显,仅凭单一的防护技术,难以满足高速公路路基边坡防护要求,根据高边坡滑坡情况,修整滑塌部位,对土体进行反压,接着用C20混凝土修整坡面,再配合锚索框架梁、锚杆格梁、客土喷播等综合防护技术,实现对高边坡的成功防护,确保了高速公路路基质量,维护了生态环境,值得类似工程参考借鉴。

高速公路填石路堤边坡防护方案分析及变形监控

基于强度折减理论,对某在建高速公路填石路堤试验路码砌和喷播植草边坡不同工况下的稳定性进行了数值分析,埋设全向位移计对试验路边坡的长期稳定性进行了智能监测和预警.结果表明:一般工况下,有码砌边坡的临界强度折减系数为2.54,无码砌边坡的临界强度折减系数为2.49,均满足规范要求,有码砌边坡稳定性略好;降雨工况下,喷播植草边坡的临界强度折减系数为1.201满足经验条件下1.1的要求,较无码砌方案稳定性略微提升;边坡服役期间,通过智能监测获取的码砌边坡与喷播植草边坡的水平最大位移及位移速度均未超过最大水平位移和水平位移速度的预警值,表明码砌边坡与喷播植草边坡处于稳定状态;一般工况下,码砌边坡和喷播植草边坡累计位移变形差距不大,综合考虑经济、工期等因素推荐采用喷播植草形式.

草地坡面水动力学特性及其阻延地表径流机制研究

利用野外实地放水试验,分析草地减流减沙效益,研究草地与裸地坡面的产流产沙过程与坡面流水动力学特性。试验结果表明,草地与裸地坡面土壤入渗过程均符合Horton入渗公式,且裸地坡面土壤入渗率约为草地的45%;草地坡面含沙率平均值较裸地减少70%左右、输沙率减少80%左右、径流系数减少30%左右;裸地与草地坡面流雷诺数Re均属于层流范畴,当坡面径流量较小时,裸地和草地坡面流的雷诺数和弗劳德数属于层流中的缓流范畴,当坡面径流量进一步增大,裸地坡面径流属于过渡流急流流态;草地和裸地坡面径流深没有明显差异,草地坡面径流流速明显较裸地低,而且Darcy-weisbach阻力系数f和曼宁糙率系数n的平均值分别是裸地的3.4和2倍。

坡向坡位和撂荒地对云雾山草地土壤酶活性的影响

对封育21年的云雾山典型草坡不同坡位土壤酶活性进行了研究。结果表明,表层土壤4种酶活性在坡顶和坡底分布均为阴坡>阳坡>撂荒地。蔗糖酶和碱性磷酸酶活性在坡面任何坡位均表现为阴坡>阳坡>撂荒地;过氧化氢酶活性在坡面则表现为阴坡>撂荒地>阳坡。不同坡向、不同坡位剖面土壤4种酶活性随剖面层次的增加而降低;在坡顶和坡中部土壤剖面脲酶活性波动较大,在坡底为阳坡>阴坡>撂荒地。封育增加了土壤蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,其影响深度从坡顶向下而增加;长期封育增加了深层土壤水分和有机碳含量,从而降低了相应土层土壤过氧化氢酶活性。不同坡向、不同坡位剖面土壤4种酶的活性与对应土层土壤有机碳呈极显著正相关关系,土壤酶活性敏感地揭示了植被恢复对土壤肥力提高的积极作用。

标准坡面人工草地减流减沙效应及其坡面流水力学机理研究

通过放水冲刷实验,研究草地与裸地坡面土壤水分入渗及产流产沙过程,分析草地减流减沙效益,并从水力学特性剖析草地调控水沙的机理.结果表明:①裸地与草地坡面土壤水分入渗过程均符合Horton入渗公式i=ic+(i0-ic)e-kt;与裸地相比,草地入渗率增加40%,产流时间推迟2.5 min,径流系数减少28.3%,输沙率减少78.4%.②裸地坡面输沙过程呈高—低—高变化趋势,而草地呈现先增后减趋势.③草地坡面流属于层流中的缓流流态,裸地则属于过渡流的急流流态,说明草地坡面抵抗侵蚀力和泥沙搬运的能力明显强于裸地;草地可明显降低径流流速,增加阻力系数和曼宁糙率系数,但对径流深度影响不明显.

岩石边坡喷播植草护坡工程的抗侵蚀效应

利用人工模拟降雨试验,从泥沙与养分流失的角度,对岩石边坡喷播植草护坡工程抵抗降雨侵蚀效应进行了研究,对侵蚀量与降雨强度、坡度、播种量及草的生长发育程度之间的关系进行了定量分析,揭示了岩石边坡喷播植草护坡工程抵抗降雨侵蚀的特征.结果表明:除降低雨滴动能外,坡面草本植被层具有明显的分流作用,降低了到达坡面的有效降雨量;泥沙与养分侵蚀量随坡度和播种量的增大而减少,随降雨强度的增加而增大,侵蚀量与试验因子间存在显著的函数关系,且抵抗降雨效应随草的生长发育程度表现出明显的时间动态特征;在高雨强下,基质的泥沙与养分流失量仍处于较低水平,表明岩石边坡喷播植草护坡工程具有较好的抵抗降雨能力.

宁夏南部旱区坡地不同粮草带比间作种植模式比较

在宁夏南部旱区15°坡耕地上,于2007年5月至2008年10月连续2a研究了7种不同粮草带状间作(谷子和糜子间作苜蓿)模式与粮食单作(对照处理)模式下的作物产量、形态指标、水分利用效率及水土流失特征。结果表明,同粮食单作相比,4∶4、4∶6、6∶4、6∶6、6∶8、8∶6和8∶8等7个粮(谷子或糜子)草(苜蓿)条带间作种植模式的作物生育后期单株叶面积和单株质量明显增加,作物水分利用效率提高0.99-1.57kg/m3,产量增加3.02%-15.72%,地表径流减少6.86%-58.42%,泥沙流失量减少56.09%-100%。不同粮草带比间作种植模式比较,带距越窄,粮食增产效果和整体水土流失防治效果越佳。尤其是4∶4、4∶6和6∶43种带比间作种植模式的综合效果较好。

草本植被覆盖对坡面降雨径流侵蚀影响的试验研究

通过野外人工模拟降雨试验,研究了草本植被覆盖对坡面降雨径流侵蚀的影响,并从径流侵蚀功率和降雨侵蚀力两个方面对比分析了草本植被对坡面侵蚀动力的调控效果,结果表明草本植被覆盖深刻影响降雨侵蚀动力,并最终对坡面径流侵蚀量产生较大的影响。植被覆盖度为0%～60%时,产流产沙量随植被覆盖度的增加迅速降低,植被覆盖度>80%时,覆盖度的增加不能引起产流、产沙量的大幅度下降,植被水沙调控作用趋于稳定,确定本研究的临界植被覆盖度为60%～80%;以径流深和洪峰流量模数表示的坡面径流侵蚀功率以及降雨侵蚀力等侵蚀动力指标均与侵蚀产沙量呈正相关关系,但径流侵蚀功率与产沙量具有更强的相关性,说明径流侵蚀功率能更好地模拟侵蚀动力;以径流侵蚀功率/侵蚀量表示植被覆盖度对侵蚀结果的影响,反映了临界植被覆盖度的存在,可以作为评价植被侵蚀动力调控效应的一个指标。

草篱对坡耕地水土流失的影响

在华北地区采用人工模拟降雨的方法研究了狼尾草和野古草两种人工草篱在不同雨强（22，36，63mm／h）和不同坡度（5％，10％，15％，20％）条件下对坡耕地水土流失的影响。结果表明：野古草草篱可减少7％～37％的地表径流和49％～63％土壤侵蚀，狼尾草草篱可减少30％～72％的地表径流和69％～89％的土壤侵蚀，数据显示两种草篱均能减少坡耕地地表径流和土壤侵蚀，且狼尾草草篱的水土保持作用明显好于野古草草篱；多元回归分析结果表明，地表径流量和土壤侵蚀量与草篱、坡度和降雨强度均呈显著相关，其中草篱带是影响坡耕地水土流失的主要因子。

黄土高原丘陵沟壑区退耕生态系统土壤水分动态变化规律研究

采用时间代替空间的方法研究黄土高原丘陵沟壑区退耕地生态系统的水分动态变化规律,结果表明,随着退耕年限的增长,自然恢复条件下的退耕坡地土壤水分含量先增大,后逐渐稳定,人工干预条件下耕层含水量较多,40-160cm层减少,200cm含水量约为4%,且随着退耕年限增加而减少,接近凋萎系数4%,300cm以下土壤含水量则比较稳定,维持在9%～12%;退耕40a的阴坡立地恢复效果最好,阳坡立地的深层土壤水分亏缺严重。相比之下,早期的人工干预措施效果较为明显,随着退耕年限的增加,自然恢复则逐渐占据优势。