三维土工网垫护坡试验及其在小河流中的应用

发布时间：2017-04-30 11:11

  本文关键词：三维土工网垫护坡试验及其在小河流中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着科技与经济的快速发展,人类将面临越来越严重的环境压力。高速铁路、公路、水利的快速发展虽然取得了突飞猛进的成效,但在一定程度上打破了原有的生态平衡,就以水利水电工程来说,为了使防洪、抗震、抗冻裂的效果更加明显有成效,天然河道通常采用干砌石护坡、浆砌石护坡、六棱块护坡等型式。这类护坡虽然能够很好的满足工程的安全要求,但是破坏了原有的水生态环境,使河流降低了自我净化的能力,导致河流两岸原有的生态系统遭到破坏。并且这类工程在施工过程中需要借助大型挖机、铲车、运输机等进场帮助施工,提高效率,这会产生大量的尾气、污水等二次污染,因而不利于对生态环境的保护。因此寻求一种生态环保的护坡型式成为当今水利工程发展的主流思路,生态护坡的概念也应运而生。三维土工网垫护坡作为生态护坡型式的一种,是近些年发展较为迅速的一种新型生态护坡型式。其优点在于可以明显的减少土壤受雨水、洪水的冲刷流失,空间网包与植被相结合可以达到改善生态环境的效果,保土固土效果非常明显。究其原因在于复杂的空间网包结构可以起到很好的效能防冲作用,降低雨水与洪水的冲击力,网垫紧贴坡面使得土颗粒随水流的搬运受到层层阻碍,因而达到保土固土的效果。在植被全面覆盖时,网垫与植被的根系交错缠绕更能非常好的保护边坡的土体,达到稳定边坡,生态护岸的效果。本文主要通过人工降雨与现场河流冲刷两种试验方案,针对三维土工网垫的保土抗冲性能进行研究分析主要得出以下结论:根据工程中常用三种坡比进行降雨冲刷试验,得出在10mm/h的降雨强度下EM3型三维土工网垫作用的坡面其临界坡度应该位于26.56°与33.7°之间。侵蚀模量的大小会随着网垫厚度的增加而减小土壤含沙量的增加会使得三维土工网垫的保土抗冲效果更明显,但侵蚀模量依然非常大。随着降雨强度的增加在10mm/h到50mm/h时三维土工网垫固土抗冲效果明显,在50mm/h-100mm/h时其抗冲效果有所减弱。EM3网垫与死草皮结合的坡面护坡型式更能适应在强降雨的情况下依然可以保持非常好的保土抗冲效果。相比沙质土来说腐殖土在河流冲刷下的累计冲刷量较小,更适合作为坡面护坡土体。随着边坡土壤容重的增加,其抗冲效果会更加明显,铺设三维土工网垫后会大大降低因河流冲刷而引起的累计冲刷量。随着河流流速的增加会使得累计冲刷量增加,三维土工网垫可以有效的抵抗因流速增加而产生的累计冲刷量。在EM3网垫、双层EM3网垫、EM3网垫与死草皮结合的情况下累计冲刷量与时间呈线性关系,抗冲效果为EM3网垫与死草皮结合的型式最好。并将研究成果应用于小河流的治理中,通过实际工程检验三维土工网垫适合在小河流中应用。
【关键词】：小河流 护坡 三维土工网垫 人工降雨 保土抗冲
【学位授予单位】：南昌工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV861
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 研究背景与意义8
• 1.2 河道治理中护坡的发展趋势8-10
• 1.2.1 传统护坡模式8-9
• 1.2.2 新型生态护坡模式9
• 1.2.3 新型护坡的特性对比及其发展趋势9-10
• 1.3 国内外研究现状10-13
• 1.3.1 三维土工网垫护坡研究现状10-12
• 1.3.2 坡面冲刷特性研究现状12-13
• 1.4 主要存在的问题13
• 1.5 课题来源及研究内容13-15
• 1.5.1 课题来源13-14
• 1.5.2 研究内容及目的14-15
• 第二章 三维土工网垫护坡的作用机理15-18
• 2.1 主要参数指标15
• 2.2 机理分析15-18
• 2.2.1 边坡土体冲刷机理15-16
• 2.2.2 三维土工网垫护坡机理16-18
• 第三章 三维土工网垫保土特性试验研究方法18-24
• 3.1 人工降雨对三维土工网垫保土性能的测试18-21
• 3.1.1 试验的设备与设计18-20
• 3.1.2 试验的内容与方法20
• 3.1.3 试验步骤20-21
• 3.2 河流冲刷对三维土工网垫保土抗冲性能的测试21-22
• 3.2.1 试验设备及设计21-22
• 3.2.2 试验内容与方法22
• 3.2.3 试验步骤22
• 3.3 试验所需仪器及材料22
• 3.4 本章小结22-24
• 第四章 三维土工网垫保土抗冲试验特性分析24-38
• 4.1 人工降雨试验分析24-31
• 4.1.1 坡度变化对网垫抗冲性能的影响24-26
• 4.1.2 网垫厚度变化对抗冲性能的影响26-27
• 4.1.3 土壤含沙量变化对抗冲性能的影响27-28
• 4.1.4 人工降雨强度的变化对抗冲性能的影响28-29
• 4.1.5 表面增设覆盖物对抗冲性能的影响29-31
• 4.2 河流冲刷试验分析31-37
• 4.2.1 不同土质对网垫抗冲性能的影响31-33
• 4.2.2 土壤容重变化对网垫抗冲性能的影响33-35
• 4.2.3 不同流速对网垫抗冲性能的影响35-36
• 4.2.4 不同网垫铺设型式对抗冲性能的影响36-37
• 4.3 本章小结37-38
• 第五章 实际工程应用38-52
• 5.1 工程概况38
• 5.2 施工工艺38-42
• 5.3 三维土工网垫护坡性能研究42-48
• 5.3.1 草皮形成前网垫抗冲效果分析42-46
• 5.3.2 护坡植草效果分析46-48
• 5.4 经济效益评价48-50
• 5.5 优化护坡型式方案50-52
• 第六章 结论与展望52-54
• 6.1 结论52-53
• 6.1.1 三维土工网垫材料的保土抗冲性能52-53
• 6.1.2 三维土工网垫生态护坡的实用性能53
• 6.2 展望53-54
• 参考文献54-56
• 致谢56

【参考文献】

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本文编号：336750