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生态混凝土复合型植生毯的研发与边坡防护数值模拟

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生态混凝土复合型植生毯的研发与边坡防护数值模拟

作者：明向阳济南大学

学位级别：硕士

高速公路在建设施工过程中,不可避免地造成了大量山体开挖和边坡岩土体表层裸露,对水土保持和生态平衡造成了严重影响。为完成边坡防护和生态养护等任务,公路边坡需要优先采用植物防护,其中高陡边坡植物防护中存在“难防护,难成活,易冲... 详细信息

高速公路在建设施工过程中,不可避免地造成了大量山体开挖和边坡岩土体表层裸露,对水土保持和生态平衡造成了严重影响。为完成边坡防护和生态养护等任务,公路边坡需要优先采用植物防护,其中高陡边坡植物防护中存在“难防护,难成活,易冲刷”等技术难题,若防护不当轻则造成冲刷损坏,水土流失,重则诱发边坡滑塌等地质灾害,造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此,高速公路高陡边坡植物防护新护坡技术研究是十分必要的。本文以三维间隔织物及硫铝酸盐水泥为主要材料,研制出具备植物生长所需的孔隙环境、PH值以及一定强度的生态混凝土复合型植生毯。主要研究内容包括:(1)选取42.5级硫铝酸盐水泥作为研究对象,针对其性质进行改性处理,对生态混凝土胶凝材料的配合比进行了优化研究。针对混凝土生态护坡时碱度偏高,不能达到植生要求的问题,兼顾混凝土的抗压强度,通过选择不同的掺合料,进行胶凝材料的试配试验并测定其相应的性能。结果表明,以硫铝酸盐水泥作为胶凝材料的主要部分是可行的;在胶凝材料中加入矿物掺合料能降低碱度,但效果并不十分明显;石膏相对于其他矿物掺合料具有更高的控碱能力,且得到的混凝土抗压强度也达到了较为理想的情况。试验得出,硫铝酸盐水泥掺加5%的硅灰、20%的石膏和15%的矿粉可使混凝土的碱度和抗压强度均达到较为理想的状况。(2)采用改性硫铝酸盐水泥作为胶凝材料,以细骨料为主要骨架,旨在研究一种适用于三维间隔织物的生态混凝土。通过正交试验法设计生态混凝土的试验配合比,采用五因素三水平的正交设计表,其中最后一列为空白组。本节研究分别考虑了目标孔隙率、水灰比、有机质掺量和灰骨比四个因素的三种变化水平。对试验结果进行分析比较,探讨了影响生态混凝土强度和PH值的主要和次要因素。对正交试验结果进行方差分析,得到了在上述四种因素组合情况下的最优配合比。(3)采用三维间隔织物作为毯体框架,生态混凝土作为填充材料,制备出可通过浇水固化成型的植生毯。针对该植生毯,本文对其界面剪切特性和拉伸性能进行了测试和分析。结果表明,该植生毯具有较高的抗拉强度,达到3.87MPa;与砂土间的摩擦角为27.7°。(4)借助FLAC3D软件进行模拟计算,以均质强风化岩质边坡为研究对象。在不同坡角、支护模式、岩石锚杆间距、植被类型以及加筋层厚等方面进行模拟计算,获得了相应的边坡稳定安全系数,并对其内在规律进行了分析,得出了一些具有指导性意义的结论,可供工程实践参考。

关键词：边坡生态防护植生毯水泥基体优化数值模拟

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植生毯在浈江治理工程中的应用

广东水利水电 2019年第11期 63-66页

作者：黄锦林叶合欣王德昊罗日洪广东省水利水电科学研究院广东广州510635 广东省水利新材料与结构工程技术研究中心广东广州510635 广东省水利水电技术中心广东广州510635 大连格宾环境技术有限公司辽宁大连116011

介绍了植生毯的工作原理、技术特点、施工方法及养护注意事项,以及植生毯在广东省南雄市浈江干流治理工程(坪地山至头渡段)中的应用情况,可供中小河流治理工程参考。

关键词：浈江干流治理工程生态护坡植生毯中小河流治理

植生毯与生态袋复绿技术在西南岩溶区天然气管道工程中的应用探讨

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四川水利 2022年第2期43卷 171-174页

作者：廖晓炜龙莉四川省鑫宇石油技术服务有限公司成都610094 中国石油工程建设有限公司西南分公司成都610094 四川省水利科学研究院成都610072

我国西南岩溶区土层浅薄,夏季降雨量大且集中。天然气管道施工结束后,施工作业带裸露,大多无表土回覆,作业带表面多为未风化的岩石碎屑,立地条件差,常规复绿措施,如直接撒播草籽、种植乔、灌木效果差,难以达到要求的林草植被恢复率。文... 详细信息

我国西南岩溶区土层浅薄,夏季降雨量大且集中。天然气管道施工结束后,施工作业带裸露,大多无表土回覆,作业带表面多为未风化的岩石碎屑,立地条件差,常规复绿措施,如直接撒播草籽、种植乔、灌木效果差,难以达到要求的林草植被恢复率。文章借鉴植生毯、生态袋在公路边坡、河流护岸等复绿中的广泛应用,探索将植生毯以及生态袋复绿技术应用于西南岩溶区天然气管道工程。

关键词：西南岩溶区天然气管道施工作业带复绿植生毯生态袋

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植生毯在陕北黄土地区隧道洞顶施工技术研究

黑龙江交通科技 2022年第3期45卷 112-113,117页

作者：吴晓明杨静媛张伟薛军秀陕西交通控股集团有限公司陕西西安710065

陕北黄土地区近年来植被覆盖率逐年提升,水土保持效果显著,但其生态环境依然脆弱,特别是工程建设过程中会对植被产生不可逆的破坏。结合当地气候条件,为防止水土流失、稳定坡面,在子长至姚店高速公路隧道洞顶防护中施工植生毯,从草籽优... 详细信息

陕北黄土地区近年来植被覆盖率逐年提升,水土保持效果显著,但其生态环境依然脆弱,特别是工程建设过程中会对植被产生不可逆的破坏。结合当地气候条件,为防止水土流失、稳定坡面,在子长至姚店高速公路隧道洞顶防护中施工植生毯,从草籽优选及配比、防护方案设计、施工工艺研究、施工质量控制等方面归纳总结,植被恢复及水土保持效果显著。

关键词：水土保持黄土高速公路隧道洞顶植生毯

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日本植生毯抗冲流速试验及评价

人民珠江 2019年第8期40卷 85-89页

作者：叶合欣黄锦林王德昊袁以美陈建生广东省水利水电技术中心广东广州510635 广东省水利水电科学研究院广东广州510635 大连格宾环境技术有限公司辽宁大连116019 广东水利电力职业技术学院广东广州510635 河海大学地球科学与工程学院江苏南京210098

介绍日本植生毯在高流速封闭水槽中的6种工况下的抗冲流速测试成果。养护良好的植生毯可抵抗流速7.0m/s的水流冲击90min,即使局部破损(面积约占0.5%)、草叶全部枯黄、混有杂草(面积约占15%),其抗冲能力并没有下降;只有复合织物时可抵抗1... 详细信息

介绍日本植生毯在高流速封闭水槽中的6种工况下的抗冲流速测试成果。养护良好的植生毯可抵抗流速7.0m/s的水流冲击90min,即使局部破损(面积约占0.5%)、草叶全部枯黄、混有杂草(面积约占15%),其抗冲能力并没有下降;只有复合织物时可抵抗1.0m/s的流速;只有野草时可抵抗3.0m/s的流速。抗冲试验条件与天然河道边界条件差别较大,结合工程经验,建议在设计流速为2.0~3.0m/s的生态护坡中使用,且应避开迎流顶冲河段。有条件时,建议在水库放水涵或溢洪道下游河渠中做原位试验进行验证。

关键词：植生毯生态护坡抗冲流速

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生态护坡施工技术要点分析

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第10期 0075-0078页

作者：张立鹏仲崇钰鲁艳峥核工业井巷建设集团有限公司浙江湖州313000

在我国可持续发展方针政策的影响下,相关部门大力开展了生态环境治理工作,在此当中生态护坡的建设,不但能够提升各河流流域护坡的防洪能力,还能形成较为理想的护坡绿化体系,展现出更为宜人的绿化景观长效。为此,本文结合以往某河流生态... 详细信息

在我国可持续发展方针政策的影响下,相关部门大力开展了生态环境治理工作,在此当中生态护坡的建设,不但能够提升各河流流域护坡的防洪能力,还能形成较为理想的护坡绿化体系,展现出更为宜人的绿化景观长效。为此,本文结合以往某河流生态修复工程设计工作开展了深入分析,依据具体施工工艺方法,明确生态护坡施工技术应用要点,进而为生态护坡理论体系的不断总结以及相关技术的持续研究指明方向,为我国环境保护事业作出支持和贡献。

关键词：生态土石笼袋植生毯便捷防洪

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北方城市贴墙绿化方式初探

北方城市贴墙绿化方式初探

作者：郭甜北京林业大学

学位级别：硕士

墙面绿化作为继屋顶花园之后的另一项立体绿化技术,具有遮荫降温、除尘降噪、节能防护、美化环境和提高生物多样性等功能,能够有效改善城市环境。然而我国墙面绿化进展缓慢,形式不够丰富,作者采用植生板、植生毯和植生块三种贴墙绿化方... 详细信息

墙面绿化作为继屋顶花园之后的另一项立体绿化技术,具有遮荫降温、除尘降噪、节能防护、美化环境和提高生物多样性等功能,能够有效改善城市环境。然而我国墙面绿化进展缓慢,形式不够丰富,作者采用植生板、植生毯和植生块三种贴墙绿化方式,每种方式分别选用适宜的植物进行实验研究。其中植生板选取了丛生福禄考、‘霍特’匍匐婆婆纳、姬岩垂草、反曲景天、联合勘察加景天、‘胭脂红’景天和八宝景天7种植物;植生毯选取六棱景天、石景天和‘胭脂红’景天3种植物;植生块仅选姬岩垂草,筛选出适合我国北方室外气候环境的贴墙绿化方式及植物。主要研究结果如下： 1.植生板实验中,7种植物生长势由高到低依次是‘胭脂红’景天＞反曲景天＞八宝景天＞‘霍特’匍匐婆婆纳＞丛生福禄考＞姬岩垂草＞联合勘察加景天;生长指数由高到低依次是八宝景天＞‘霍特’匍匐婆婆纳＞‘胭脂红’景天＞姬岩垂草＞反曲景天＞丛生福禄考＞联合勘察加景天;生长速度由高到低依次是八宝景天＞反曲景天＞姬岩垂草＞‘霍特’匍匐婆婆纳＞‘胭脂红’景天＞丛生福禄考＞联合勘察加景天。综合来看,‘胭脂红’景天、反曲景天、八宝景天生长势强,具有一定观赏价值,可以进一步在室外墙面的植生板上实验应用;联合勘察加景天具有一定观赏价值,但冬季观赏效果差,可尝试在北方较温暖地区进行实验研究;‘霍特’匍匐婆婆纳、姬岩垂草、丛生福禄考三种植物在植生板上生长适应性较差,景观效果差,不适合在北方地区的室外植生板上使用。 2.植生毯实验中,成毯效果最好的2种处理为：①1层椰丝毯+2cm基质+六棱景天,厚度约3cm,成毯时间95天左右;②2层椰丝垫+2cm基质+混合景天,厚度约5cm,成毯时间120天左右。 3.植生块实验中,姬岩垂草结块最佳基质配比为2号基质：珍珠岩2份+草炭2份+椰丝1份,厚度约5cm,重量约1kg,成块时间80天左右。其余基质配比成块效果不佳。 4.综合三个实验得出：对于植生板,高昂的建设成本和筛选出的3种植物仍然无法改善北方地区冬季景观的空白的现状,使得这种绿化方式有待于进一步实验研究;植生毯和植生块需要实际安装在墙面上进行深入的可行性研究。

关键词：贴墙绿化植生板植生毯植生块