風(fēng)荷載作用下植被對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響研究.pdf

1、我國(guó)東部沿海地區(qū)常年遭受臺(tái)風(fēng)侵襲，臺(tái)風(fēng)在帶來(lái)強(qiáng)降雨的同時(shí)也通常伴隨強(qiáng)風(fēng)荷載。臺(tái)風(fēng)作用下極易在地質(zhì)環(huán)境薄弱的地區(qū)誘發(fā)滑坡、泥石流等斜坡地質(zhì)災(zāi)害。對(duì)溫州地區(qū)臺(tái)風(fēng)斜坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)調(diào)查資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)臺(tái)風(fēng)引發(fā)的斜坡地質(zhì)災(zāi)害所處坡面的植被較為發(fā)育。因此，風(fēng)荷載作用下植被與臺(tái)風(fēng)斜坡地質(zhì)災(zāi)害有一定的相關(guān)性。
　　本文從風(fēng)荷載對(duì)植被邊坡影響的因素入手，結(jié)合溫州地區(qū)植被覆蓋以及臺(tái)風(fēng)滑坡現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，選取杉木、馬尾松和毛竹作為典型植被類型。對(duì)相關(guān)

2、文獻(xiàn)和研究資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)典型植被類型的空間分布特點(diǎn)及相關(guān)的物理力學(xué)參數(shù)，建立典型植被的簡(jiǎn)化模型。采用AR模型模擬風(fēng)速的時(shí)程曲線，并對(duì)簡(jiǎn)化植被模型進(jìn)行受力分析。進(jìn)而建立了三種典型植被邊坡的數(shù)值模型，通過(guò)數(shù)值計(jì)算對(duì)風(fēng)荷載作用下植被對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響進(jìn)行探討，從而取得了以下主要認(rèn)識(shí):
　　毛竹根土簡(jiǎn)化模型所承受的水平剪力值最大，馬尾松次之，杉木最小。毛竹根系較淺，水平剪力極易大于土體及復(fù)合體的抗剪能力而發(fā)生剪切破壞;杉木根土復(fù)合

3、體水平剪力在根系分布深度范圍內(nèi)均低于根土復(fù)合體和周圍土體的抗剪能力;馬尾松根土復(fù)合體所受到的水平剪力在一定深度內(nèi)大于復(fù)合體及周圍巖土體的抗剪能力，因此可能產(chǎn)生復(fù)合體或周圍土體的剪切變形或破壞。
　　毛竹根土復(fù)合體抗彎矩能力較小，易發(fā)生根土復(fù)合體的整體滑移，發(fā)生傾倒。杉木根土復(fù)合體的抗彎矩能力較大，發(fā)生變形破壞的可能性較小;馬尾松根土復(fù)合體的抗彎矩能力較強(qiáng)且明顯大于所受彎矩，不易發(fā)生復(fù)合體整體的滑移破壞。
　　根系的存在提高了

4、邊坡表層巖土體的力學(xué)性質(zhì)，改變了邊坡應(yīng)力。不同植被類型固土效果也所差異。毛竹根系作用深度較淺，僅對(duì)坡體表面有加固作用，對(duì)邊坡的整體穩(wěn)定性影響不大。杉木和馬尾松根系較深，邊坡潛在滑動(dòng)面的深度較素土邊坡向深處發(fā)展，邊坡的整體穩(wěn)定性有較大提高。
　　背風(fēng)坡植被邊坡在風(fēng)荷載作用下水平位移逐漸增大，塑性應(yīng)變區(qū)由邊坡坡腳沿根土復(fù)合體深度逐漸向坡內(nèi)擴(kuò)展，從而對(duì)邊坡變形破壞有一定加速作用。迎風(fēng)坡植被邊坡對(duì)風(fēng)荷載的響應(yīng)僅局限于邊坡坡腳附近，且并不隨

5、荷載的施加而有所增大，因此對(duì)邊坡整體穩(wěn)定性影響不大。
　　風(fēng)荷載作用下，杉木及馬尾松邊坡塑性區(qū)由坡腳沿根土復(fù)合體深度逐漸擴(kuò)展，坡腳水平位移也逐漸增加直至保持常值，從而對(duì)邊坡的變形破壞具有促進(jìn)作用。但二者的變形破壞隨荷載施加的過(guò)程有所差異，杉木邊坡相對(duì)與馬尾松邊坡而言變形破壞加速時(shí)間相對(duì)較晚且呈階躍狀變化。毛竹邊坡塑性應(yīng)變集中于坡體表層，毛竹易發(fā)生風(fēng)倒現(xiàn)象，而對(duì)比邊坡的整體穩(wěn)定性影響不大。
　　本文研究成果可對(duì)臺(tái)風(fēng)斜坡地質(zhì)災(zāi)害