根系对可液化砂土的加固效果及影响因素的研究

摘要

砂土静态液化问题一直是岩土工程界研究的热点,它是引起滑坡、泥石流等自然灾害的主要原因,且目前基本没有关于植被加固土体抵抗静态液化特性方面和加固土体力学行为等方面的研究,因此有关以上几个方面的研究具有重要的意义。随着关于植被对边坡液化防治作用研究的深入,大家更加深刻的认识到植被护坡相比其他工程护坡的优越性。植被护坡技术被广泛应用于边坡的治理,对国家的节能减排和绿色环保都有重要意义。
　　论文探索了在实验室制备不同类型原状根系土的方法,并且设计了3种不同类型的模具,分别对应于不同加根系的试样:水平方向加根系、斜向45°方向加根系和竖直方向加根系。通过6个系列的三轴剪切试验,分别对应植株密度、根系方向、土体初始相对密实度、根系长度和植株种类这5种因素对砂土静态液化特性的影响,并且利用常水头饱和渗透试验的手段研究了不同根系分布情况对砂土渗透性的影响。研究结果表明:
　　第一,植株密度在一定范围内时,随植株数量的增加,砂土液化势不断减小;超过这一范围后,随植株数增加,液化势趋于稳定。
　　第二,低固结围压(p0'=100kPa)下,根系方向对砂土液化影响不大;在较高固结围压(p0'=300kPa)时,影响比较明显,并且竖向根系试样的液化势最大,横向根系试样的液化势最小。
　　第三,当土体初始相对密实度Dr超过40％后,液化势指数变为零,此时的砂土最不易发生液化,因此Dr对砂土液化势的影响很大。
　　第四,三种有效固结围压下,随根系长度由0变为100mm过程中,砂土的静态液化势一直减小。
　　第五,对于黑麦草和高羊茅两种不同类型植被,由于其根系直径和分布等不同,在相同外界试验条件下时,高羊茅试样更容易发生液化。
　　最后,渗透试验结果表明,渗透系数最大值出现在植株数为75且根系竖向分布的松散砂土试样组,渗透系数最小值在土体相对密实度为70%的试验组,且土体初始相对密实度对渗透性的影响程度超过了根系对渗透性的影响。
　　在试验研究的基础上,对三种不同加根系边坡进行数值模拟,结果发现:无根系和表层根系砂土边坡均因砂土发生静态液化而破坏,而全长根系砂土边坡却没有发生。这说明根系长度对边坡的抗液化性能有较大影响。

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第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 本文研究的主要内容

第2章 试验方案和数据处理

2.1 引言

2.2 根系对砂土加固研究的试验方案

2.3 选取草种的简介

2.4 原状根系土试样的制备及养护

2.5 原状根系土试样套膜

2.6 试验步骤

2.7 试验数据的处理

2.8 本章小结

第3章 根系对砂土影响的试验结果

3.1 引言

3.2 试样根系可重复性验证

3.3 植株密度对砂土液化势的影响分析

3.4 根系方向对砂土液化势的影响分析

3.5 土体密实度对液化势的影响分析

3.6 根系长度对砂土液化势的影响分析

3.7 植株类型对砂土液化势的影响分析

3.8 根系分布对砂土渗透的影响分析

3.9 本章小结

第4章 不同根系分布砂土边坡数值模拟

4.1 引言

4.2 有限元分析程序的介绍

4.3 本构模型及参数的率定

4.4 滑坡模型的建立

4.5 不同类型边坡静态滑坡数值模拟

4.6 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢