陕南千枚岩地区护坡基材优化及抗侵蚀性能

为了进一步探究适宜于陕南千枚岩地区的边坡生态防护基材,以陕南当地废弃的千枚岩碎石为主要基材,添加秸秆、硅酸盐水泥、有机肥、草炭土和保水剂,组成护坡基材。设计正交试验,选取陕南地区的乡土草本植物高羊茅作为试验草种进行盆栽种植。运用综合评分法和极差分析法分析护坡基材的最佳配比和各因素对高羊茅生长影响的重要性程度,最后用室内模拟降雨侵蚀试验来验证基材的强度。结果表明,在陕南地区,适合高羊茅生长的最优基材配比为秸秆含量4%、水泥含量4%、有机肥含量5%、草炭土含量8%、保水剂含量0.25%。根据极差结果分析可知,各因素对高羊茅生长因素的影响从大到小依次为水泥、秸秆、草炭土、保水剂、有机肥。室内模拟降雨侵蚀试验表明,本研究的护坡基材具有较好的抗侵蚀能力,实用性较强。

生态护坡基材土-岩接触面原位剪切试验研究

基材土-岩接触面剪切力学性能是生态护坡体系长久稳定的关键,相关研究可为解决基材脱落难题、完善生态防护技术体系提供必要依据和指导。采用自制的原位剪切仪对4种不同粗糙起伏的基材土-岩接触面进行了原位剪切试验,结果表明,基材土-岩接触面剪切应力-位移表现出典型的软化特性,具有明显的初始线弹性变形、弹塑性变形、峰后软化以及残余剪切变形4个阶段。分析发现,文中试验条件下凸起高度算数平均偏差Ra在4 mm以下时,峰值剪切强度增加速度较快,随后呈逐渐减弱趋势;残余剪切强度、峰值剪切位移以及进入残余阶段的剪切位移与粗糙凸起高度算数平均偏差呈近线性正相关关系。可见实施生态护坡时合理地控制坡面粗糙起伏,有助于提高土-岩接触面峰值剪切强度和残余剪切强度,改善其变形性能,对防护体系的长期整体稳定具有促进作用。

基于飞灰利用的公路生态护坡基材研究

通过建立模型试验观测垃圾焚烧飞灰对植物生长的影响并测定护坡基材重金属浸出液浓度,探究将飞灰掺入到公路护坡基材中实现资源化利用的可行性。结果表明:(1)当飞灰掺入量≤5%时,飞灰对狗牙根的早期萌发及幼苗的生长有促进作用,对边坡防护起到了积极作用,当飞灰掺入量>5%时会抑制狗牙根的萌发及生长,不利于边坡植被防护层的形成;(2)狗牙根在降低基材浸出液重金属离子浓度方面起到了积极作用,且基材中的水泥对飞灰中重金属离子有显著的固化作用,使护坡基材浸出液达到排放标准;(3)掺入量≤5%为适宜的飞灰掺量界限,可实现飞灰在公路边坡上的资源化利用。

高寒岩质边坡生态修复基材制备及植生性能试验

矿产资源的开发形成大量的岩质边坡,水土流失严重,导致矿山地质灾害等一系列生态环境灾难。为制备植物生长性能良好、水土保持能力强且适合高寒地区岩质陡边坡生态修复的生态基材,采用小车边坡模拟试验、多因素正交试验以及高寒山区基地试验,制备不同配比组成的生态护坡基材。为更加符合现场施工过程将基材分为结构层和面层分别开展植生性能研究,通过综合种子的发芽率、植物生长高度评价基材植生性能。极差分析发现:当基材结构层中陶粒和核桃壳颗粒各取7.50 g、谷壳和稻草节分别取2.50 g和1.25 g、聚苯乙烯泡沫颗粒(EPS)取0.10 g、土壤改良高次团粒剂(PAM)取1.50 g、保水剂取0.50 g时,基材结构层的植生性能最优;当稻草节取2.50 g、谷壳取7.50 g、EPS取0.30 g、PAM取0.40 g、保水剂取0.20 g时,基材面层的植生性能最优。该结果可为高寒、海拔矿山岩质陡边坡的生态修复及水土保持,提供一种制备工艺简单、植物生长性能优异、水土保持能力强的生态护坡基材,为滇西北高寒岩质边坡的生态环境恢复提供技术支撑。

不同配比护坡营养基材pH的动态变化研究

不同配比护坡营养基材模拟试验表明,护坡营养基材pH值随着凝固时间的延长而下降,并逐渐趋于稳定,不同配比的护坡营养基材pH值稳定的最短时间不同。影响护坡营养基材pH值变化的主要因素有水泥的掺入量、基质土壤类型、成孔材料添加比例等。研究结果表明,水泥掺入量在基质土壤的2%～4%范围内对植物生长是安全的。在设计护坡营养基材配方方面,以城市垃圾土为基质土壤,添加3%的稻草粉有利于降低护坡基材pH值和促进植物生长。

喷射厚层基材植被护坡效果分析

对采用喷射厚层基材植被护坡技术的湖北省荆宜高速公路边坡的现场进行调研,讨论和分析了不同植物组合的厚层基材植被护坡技术的生态效应和工程效应。结果表明,只要综合考虑研究地的气候、边坡岩土状况、坡面、坡度等因素,合理选择护坡植物的种类及构成,厚层基材植被护坡技术就具有较好的护坡效果。

厚层基材喷射植被护坡的抗侵蚀实验研究

基材混合物的抗侵蚀性是评价厚层基材喷射植被护坡的重要指标之一。采用人工降雨实验,研究了不同配比对基材混合物的侵蚀模数的影响。结果表明:种植土含量的提高或有机质和纤维的含量降低,基材混合物的抗侵蚀性减弱;坡面植被可提高基材混合物的抗侵蚀性。研究结果对合理选择基材混合物的组成及使用比例有重要意义。

垃圾焚烧飞灰基材下的护坡植物生长效应研究

飞灰中所含磷、钾等元素,可促进植物生长。将飞灰加入到护坡基材中,探究飞灰对植物生长情况的影响。选取狗牙根,高羊茅和多花木兰三种代表性护坡植物,建立模型试验,观测分析植物在不同飞灰掺量下的植生情况。试验结果表明:在飞灰掺量小于5.0%时,飞灰对狗牙根出芽起到促进作用,但对高羊茅和多花木兰起到抑制作用;当飞灰掺量大于10%时,三种护坡植物的出芽时间和出芽颗数随着飞灰掺量的增加而减少。从出芽颗数分析,狗牙根的最大出芽颗数是高羊茅的2.5倍,具有更好的护坡效果和固土性能。在飞灰掺量小于20%条件下,狗牙根和高羊茅的覆盖度均在50%以上,可起到对土壤的遮阴效果,提高植物的固土性能和抗冲刷能力。而多花木兰在飞灰基材下不适宜生长。

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。

黄石市江南建材总厂二车间采石场边坡复绿成功经验探讨

灰岩边坡复绿由于受各种条件制约,往往很难取得好的效果,成功率不高。黄石地区近几年进行了大量的灰岩采石场边坡复绿工程,试验了多种复绿技术,其中黄石市江南建材总厂二车间采石场为一高50多米,坡度50°~80°的高陡边坡,设计时采用绿化格栅、CBS基材生态护坡、格宾网生态袋、覆土绿化、爬藤植物上垂下爬等方法结合,施工后效果良好,边坡掌子面绿化覆盖率极高,在类似工程中取得了成功。其经验主要是绿化技术方法选择得当,绿化植物选择了当地适宜生长的物种,施工季节较佳,养护得当等。