紅層邊坡淺層破壞機(jī)理及生態(tài)防護(hù)技術(shù).pdf

1、紅層是一種具有特殊地質(zhì)力學(xué)性質(zhì)的巖體，強(qiáng)度低、易變形，抗風(fēng)化能力差、遇水易崩解、軟化等。在紅層地區(qū)開挖邊坡，若不采取坡面防護(hù)措施，極易造成邊坡水土流失及風(fēng)化剝落、崩塌、落石、淺層滑坡等各種淺層地質(zhì)災(zāi)害。而紅層在我國(guó)的分布相當(dāng)廣泛，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程的加快，大量高等級(jí)公路、鐵路通過紅層地區(qū)，因此開展紅層邊坡淺層破壞機(jī)理及防護(hù)措施的研究十分必要。鑒于上述原因，本文通過參與西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“紅層軟巖地區(qū)公路修建技術(shù)研究”，采用野外調(diào)研、

2、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析多種手段和方法，對(duì)紅層軟巖邊坡淺層破壞類型、淺層破壞機(jī)理、可植被性相關(guān)參數(shù)、可植被性評(píng)價(jià)方法、生態(tài)防護(hù)方法及防護(hù)效果等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究與分析。
　　 論文主要內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　 1.總結(jié)紅層邊坡淺層破壞類型，并對(duì)影響淺層破壞的因素進(jìn)行探討，為紅層邊坡淺層破壞機(jī)理的研究提供依據(jù)。
　　 在廣泛的資料調(diào)研和野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，總結(jié)提出紅層邊坡淺層破壞類型主要有風(fēng)化剝落、落石、崩塌、溜坍

3、、滑塌、淺層滑坡六大類和十四個(gè)亞類，并對(duì)各種破壞形式發(fā)生的條件及特點(diǎn)進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明，紅層邊坡淺層破壞與紅層自身的結(jié)構(gòu)及其獨(dú)特的物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，尤其是紅層的水理性和易風(fēng)化性是造成紅層邊坡淺層破壞的主要因素，為紅層邊坡淺層破壞機(jī)理的研究提供依據(jù)。
　　 2.針對(duì)紅層邊坡淺層破壞的主要因素風(fēng)化進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)研究，揭示了紅層邊坡淺層破壞機(jī)理。
　　 通過紅層邊坡風(fēng)化剝落的原位監(jiān)測(cè)，研究溫度和水分變化對(duì)紅層巖體快速風(fēng)化的影

4、響。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，單純溫度或水環(huán)境的改變不能引起紅層軟巖的快速風(fēng)化崩解，高溫下強(qiáng)降雨是導(dǎo)致紅層軟巖快速風(fēng)化的重要原因。
　　 3.采用數(shù)學(xué)物理方程和mathematica軟件，對(duì)紅層裸露邊坡淺層風(fēng)化破壞機(jī)理進(jìn)行深入的理論研究。
　　 采用數(shù)學(xué)物理方程建立紅層邊坡處于高溫時(shí)突遇強(qiáng)降雨，急劇降溫的熱傳導(dǎo)方程，利用mathematica軟件，求解紅層裸露邊坡處于高溫狀態(tài)時(shí)降雨的急劇降溫過程和日常緩慢溫度變化過程的溫度場(chǎng)，對(duì)比分

5、析兩種情況下溫度場(chǎng)的分布特征，進(jìn)一步印證了紅層邊坡風(fēng)化原位監(jiān)測(cè)的結(jié)論，紅層表層處于高溫狀態(tài)時(shí)降雨是導(dǎo)致其快速風(fēng)化剝落的重要原因，并通過溫差的變化值確定紅層邊坡快速風(fēng)化范圍。
　　 4.采用現(xiàn)場(chǎng)模擬降雨試驗(yàn)，研究裸露紅層坡面的沖刷性質(zhì)。
　　 降雨對(duì)紅層邊坡風(fēng)化起重要作用，它不僅使巖石快速降溫，而且使表層已風(fēng)化崩解的紅層碎屑在雨水的作用下沖刷，暴露出下面的新鮮巖石，使風(fēng)化加深。
　　 5.在對(duì)紅層邊坡生態(tài)防護(hù)相關(guān)參

6、數(shù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，建立紅層邊坡表土和客土可植被性模糊綜合評(píng)價(jià)方法，為紅層邊坡生態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。
　　 通過紅層地區(qū)生態(tài)防護(hù)的調(diào)研，總結(jié)紅層邊坡生態(tài)防護(hù)存在的問題，提出紅層邊坡淺層巖土樣及客土的可植被性評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)紅層生態(tài)防護(hù)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)和隸屬度研究，建立紅層邊坡表土及客土可植被性模糊綜合評(píng)價(jià)方法，這些參數(shù)及模糊評(píng)價(jià)結(jié)果可為植被護(hù)坡設(shè)計(jì)中土質(zhì)改良、植物選型等提供參考，結(jié)合邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)可指導(dǎo)邊坡生態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)。

7、　　 6.通過生態(tài)防護(hù)對(duì)紅層邊坡淺層穩(wěn)定的防護(hù)效果的系統(tǒng)研究，證明了生態(tài)防護(hù)能有效阻止紅層坡面的風(fēng)化和沖刷，提高紅層邊坡淺層穩(wěn)定性。
　　 通過紅層邊坡生態(tài)防護(hù)前后的降雨沖蝕試驗(yàn)、邊坡淺層溫度場(chǎng)和水分場(chǎng)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，以及紅層有無植物根系的力學(xué)試驗(yàn)，系統(tǒng)研究生態(tài)防護(hù)對(duì)紅層邊坡淺層穩(wěn)定的影響。生態(tài)防護(hù)通過消除表層風(fēng)化碎屑的沖蝕、改變紅層坡體淺層的溫度場(chǎng)和水分場(chǎng)極大地減緩紅層邊坡的風(fēng)化進(jìn)程，基本消除因高溫、降雨共同作用引發(fā)的淺層快速風(fēng)