降雨入渗条件下黄河古河道草本植物护坡效应分析
2016-03-22张伟伟吴玉柏纪建中黄明逸河海大学港口海岸与近海工程学院南京0098江苏省水利科学研究院南京007淮安市水利勘测设计研究有限公司江苏淮安00河海大学水利水电学院南京0098
张伟伟,吴玉柏,纪建中,陈 达,金 秋,黄明逸(.河海大学港口海岸与近海工程学院,南京 0098;.江苏省水利科学研究院,南京 007.淮安市水利勘测设计研究有限公司,江苏 淮安 00;. 河海大学水利水电学院,南京 0098)
传统的河道岸坡多采用浆砌石、混凝土等硬化防护,破坏了河水与岸坡土体的生态平衡,亲水美观的生态护岸逐渐受到青睐[1]。植物护坡作为常用的一种生态护坡方法,主要通过根系加筋、锚固的力学效应以及降雨截留、抑制径流的水文效应达到固土护坡的效果[2]。
国内外学者通过大量植物根-土复合体的强度指标试验,指出植物根系加筋主要为土体提供了附加黏聚力[3-6]。随着数值模拟技术的发展,有限元分析在生态护坡稳定性评价中得到广泛应用[7-9],肖本林[7]通过模拟生态护坡应力应变场的分析得出,边坡的稳定性随坡度的增加而降低,刺槐根系可以减缓这种趋势。李国荣[9]等建立的有限元模拟结果显示,青藏高原东北部黄土区4种灌木植物根系作用下边坡水平和垂直方向位移明显小于裸地边坡,灌木植物试验区边坡剪应力集中范围和潜在塑性区分布面积显著小于裸地边坡。
目前植物生态护坡稳定性研究中,多是单一考虑根系对土体的强度贡献,对降雨-植物联合作用考虑较少,但降雨是边坡失稳最常见的诱因[10-12,16]。据观测,黄河古河道边坡在强降雨条件下极易发生滑坡或坍塌,河势因此被破坏而导致洪灾。实际上,在降雨入渗条件下,应该考虑非饱和土体抗剪强度的降低[10,11],而植被除了能够截留降雨,同时会增加雨水入渗,后者对边坡稳定产生不利影响[12]。……
