高陡岩质边坡覆绿植物生态需水量计算

目前高陡岩质边坡生态恢复方法中,地境再造法主要通过在边坡上重建植物地下生境和植物群落以实现长久覆绿,而边坡内部水量能否满足覆绿植物的需要,则是该技术是否适用的关键。在安庆集贤关选取某高陡岩质边坡作为试验场,应用地境再造法对试验场进行覆绿试种,选用改进的彭曼公式法计算植物实际需水定额,通过概化试验场种植区裂隙岩体单元,计算了试验场种植区裂隙岩体单元中植物生态需水量,并结合后期试验场种植区边坡植物生长状况的野外调查结果,分析试验场种植区植物的生态需水情况以及该技术的适用性。结果表明:试验场种植区裂隙岩体单元中植物每年蒸散消耗的生态需水量为18.75～25.00 kg;后期试验场边坡植物的野外调查显示,灌木较乔木成活率高、长势好,乔木成活率高低与乔木的耐旱性强弱有一定的相关性;地境再造技术可适用于安庆试验场高陡岩质边坡,种植区边坡能供给绝大多数植物充足的水量以蒸腾耗散,但可能无法满足耗水量较大的乔木生长需水的要求。     

高陡岩质边坡覆绿植物成活的生态因子分析——以安庆市大龙山集贤关为例

在岩质边坡覆绿研究中,多以覆绿方法的研究为主,对影响边坡覆绿植物成活的生态因子分析较少。以安庆市集贤关废弃采石场高陡岩质边坡覆绿工程为例,结合生态地质学理论探索了高陡岩质边坡条件下影响覆绿植物成活的生态因子,并对研究区内高陡岩质边坡覆绿植物成活的生态因子进行了野外调查。结果表明:高陡岩质边坡条件下影响覆绿植物成活的生态因子主要为覆绿边坡岩体裂隙因子、岩体内的温度因子和岩体内的绝对湿度因子;覆绿边坡岩体裂隙连通性良好,岩体裂隙率为1.77%～4.58%,岩体内体积含水率大于1%,岩体内温度在5℃～28℃之间,能够满足覆绿植物成活的要求。该研究结果可为高陡岩质边坡覆绿工作的开展提供一定的理论依据。     

高陡岩质边坡植被修复的立地条件研究——以洛阳市宜阳锦屏山为例

以洛阳市宜阳锦屏山采石场高陡岩质边坡为例,通过对锦屏山高陡岩质边坡岩壁裂隙发育情况、裂隙的温湿度和裂隙内土壤肥力等植物立地条件的调查与分析,认为岩壁发育的裂隙可为植物提供充足的水分和根系发育空间,裂隙内留存的土壤肥力高可为植物生长提供养分,裂隙内的温湿度条件适宜植物的正常生长,因此若能对这些岩壁条件合理利用,并加以适当的人工改造,可实现高陡岩质边坡的快速覆绿,对废弃采石场陡壁小生境生态恢复重建具有重要的意义。     

基于无人机贴近摄影测量的露天采石场高陡岩质边坡岩体结构面信息自动识别

岩体结构面的识别与解译在露天采石场岩质边坡稳定性分析中具有重要意义,对于高陡岩质边坡而言,传统的勘察手段效率低且危险性高,无人机倾斜摄影测量生成的高陡岩质边坡三维实景建模精度低且自动解译困难。提出了一种基于无人机贴近摄影测量的高陡岩质边坡岩体结构面信息的精细化调查方案,并在武汉市东湖高新技术开发区长岭山露天采石场崩塌地质灾害调查中完成了实例应用,该方法使用大疆M300 RTK无人机搭载DJI P1相机完成倾斜摄影测量与贴近摄影测量工作,建立高精度的露天采石场高陡岩质边坡的实景三维模型和高密度三维点云,通过区域生长算法自动解译其岩体结构信息。结果表明：采用本文方法进行岩体结构面调查所提取到的信息准确度高、可视化效果好,且计算效率高,可为类似边坡实际地质灾害调查与防治提供依据。     

顺层陡倾岩质边坡变形机理探究

顺层岩质边坡是指坡向与岩层倾向一致的边坡,自然界中广泛分布。在顺层陡倾岩质边坡中往往存在滑移-弯曲变形和倾倒变形两种变形破坏模式,它们的典型变形特征与变形演化过程截然不同。总结了顺层陡倾岩质边坡滑移-弯曲变形和倾倒变形的典型特征,开展了不同边坡坡角、岩层倾角组合下边坡的底摩擦模型试验,揭示了顺层陡倾岩质边坡的变形机理和影响因素。结果表明:(1)工程实例统计分析显示,倾倒变形往往发生于岩层倾角为70°～90°、边坡坡角为40°～60°、且边坡坡高大于300 m的顺层陡倾岩质边坡中,而滑移-弯曲变形往往发生于岩层倾角为50°～70°、边坡坡角为15°～60°、且边坡坡高在300 m左右的顺层陡倾岩质边坡中;(2)顺层陡倾岩质边坡倾倒变形的典型变形特征表现为中上部岩体呈现滑移-倾倒变形,中下部岩体呈现弯曲-倾倒变形,整个变形演化过程可以概括为卸荷回弹、滑移-倾倒和蠕变-滑移3个阶段;(3)数值模拟结果显示,岩层陡倾角是顺层陡倾岩质边坡发生滑移-弯曲-倾倒变形的必要条件,当边坡坡角大于60°且岩层倾角与边坡坡角之差小于15°时,顺层陡倾岩质边坡往往发生滑移-弯曲变形,而当边坡坡角大于60°且岩层倾角与边坡坡角之差大于15°时,则其发生滑移-弯曲-倾倒变形。     

苔藓植物生长习性与其边坡生态防护适用性研究

通过对苔藓植物的持水性试验、耐高温试验、耐酸碱性试验、耐旱性试验及抗冲性试验,模拟苔藓植物在不同环境中生长适应能力及持水抗冲性能,分析苔藓植物在边坡生态防护中的可能性。结果表明:苔藓植物比草本植物有更大的持水能力,降雨过程中加强了植物蓄水保土功能;苔藓植物能很好的抵抗自然高温,高温时可失去大部分水分,条件适宜时又可迅速恢复原生命状态;弱酸性、弱碱性条件对苔藓植物的生长影响很小;苔藓植物在干旱条件下能够存活,且在适宜的生长环境中能够快速恢复正常的生长状态;苔藓植物可有效防止雨水对边坡坡面冲刷,比草有更强的抗冲性能。因此,在初期边坡防护中苔藓植物可以作为草本和木本植物的先锋植物,在不同工程边坡环境下可发挥一些其他植物无法替代的作用。     

额济纳盆地生态系统的地质学分析

本文从生态地质学的角度对额济纳盆地生态系统进行了分析，阐明了额济纳盆地各个生态子系统的地境条件与相应植物群落结构之间的耦合关系。并指出了各生态子系统的稳定性：①河湖岸带生态子系统地境条件最好，但大多数植物的生存域范围狭窄，群落结构并不十分稳定。②湿地生态子系统、荒漠戈壁生态子系统和沙漠生态子系统地境条件较差，但是生长在这些子系统中的大都是一些生存域宽，能够适应恶劣环境的植物，因此群落结构相对较稳定。最后根据各个子系统的特点提出了相应的治理对策。     

基于PFC对含断续节理岩质边坡静力荷载下破坏形式的研究

在含断续节理岩质边坡的破坏中,阶梯状破坏尤其显著,是一种常见的失稳破坏形式。借助二维颗粒流软件(PFC2D5.0)进行简单地质结构模型下的边坡数值模拟,通过采用PFC软件中的人工合成岩体技术,研究了7种不同组合形式下含断续节理岩质边坡的破坏形式及其内部微观接触力场的演变规律。首先对PFC软件中采用的微观力学性质参数进行了验证模拟,通过对完整岩块进行双轴压缩试验和巴西劈裂试验的模拟,得出其应力-应变曲线和强度包络线,从而计算出完整岩块的内聚力、内摩擦角等宏观力学参数;然后通过对含裂隙的颗粒集合体进行直剪试验的模拟,得出其剪应力-剪切位移曲线以及峰值强度和残余强度与正应力的关系曲线,从而计算出裂隙的内聚力和内摩擦角;最后对含上述微观力学性质参数的边坡进行静力荷载下破坏形式的模拟,得出裂隙萌生前应力集中、裂隙萌生后应力释放,以及可将潜在滑动面上方的坡体位移分成4个区,即坡脚处最大位移区、坡肩处较大位移区、坡体内部较小位移区、坡体后缘最小位移区,并验证了萌生的裂隙一般会近垂直于岩桥向坡体表面扩展,切割潜在滑动面以上坡体。     

岩质边坡生态袋覆绿技术适用条件研究

在边坡覆绿技术中,生态袋覆绿技术是目前国内应用较普遍的一种,多年来该技术既有成功的案例,也有失败的教训,但无论成败都少见理论总结与原因探究。文章以河南焦作北部矿山边坡为研究对象,通过野外调查和室内实验的方式,对该项技术中生态袋的力学参数、填充基质、边坡坡度以及植物选择这4个方面进行探讨。认为该技术主要适用于以下条件:边坡坡度≤63°的范围内,边坡治理效果较好;降雨入渗系数0.36的生态袋较易满足施工需要;狗尾巴草(Setaria viridis(L.)Beauv.)、狗牙根(Cynodon dactylon(L.)Pers.)、高羊茅(Festuca elata Keng ex E. Alexeev)可作为该种技术在北方地区施工的备选物种。     

水对节理裂隙岩质边坡的影响初议

水是影响节理裂隙岩质边坡稳定性的重要因素之一。本文概述了在这方面的研究历史、研究成果;浅析了水对节理裂隙岩质边坡稳定性的影响机理;提出了目前需要解决的问题。     

赤平极射投影法在岩质边坡稳定性分析中的应用

赤平极射投影法在岩质边坡稳定性研究中,可以根据边坡的结构面的空间组合关系,做出边坡稳定性状态的初步评价,并进行边坡稳定性的分析计算。本文在万州九龙W2危岩体稳定性分析中,应用赤平极射投影法计算稳定性系数,并通过极限平衡法的计算验证,表明该方法是岩质边坡稳定性研究中的一个重要而有效的方法。     

岩质高陡边坡稳定性评价的定性与定量分析

以珠海市美丽湾后山边坡为例,分别采用赤平极射投影法与极限平衡法从定性与定量的角度对岩质高陡边坡进行稳定性分析,再综合两种分析结果得出评价结论,是以提高了边坡稳定性评价的时效性和准确性.     

边坡岩体清除的静态控制爆破断裂设计方法研究

针对传统的静态控制爆破破岩模型的不足,将静态控制爆破技术与断裂力学有效结合,提出了边坡岩体清除的静态爆破物理模型和断裂力学模型,给出了边坡斜孔裂纹尖端应力强度因子的计算公式,并解译了边坡岩体清除的静态爆破断裂力学机制;基于Charles应力腐蚀原理的亚临界裂纹扩展的三阶段基本理论,探讨了钻孔裂纹的起裂、扩展、贯通机制,并得到了静态爆破孔亚临界裂纹扩展速度与岩石裂纹尖端应力强度因子的关系式,推导出亚临界裂纹扩展的三阶段裂纹长度,最终给出了静态控制爆破的断裂设计方法;将该方法应用于万州太白岩Bw67号高陡岩质边坡清除工程,并结合现场静态爆破压力试验和断裂设计思想优化了爆破设计参数,现场施工结果表明边坡岩体清除面较完整,未对下方的建(构)筑物造成损害。     

石崆山Ⅱ号段岩质高边坡稳定性的有限单元法(FEM)分析评价

岩质高边坡是常见的自然地质环境问题和重要的岩土工程问题之一,涉及工程地质学、岩体力学问题。针对漳州—龙岩高速公路石崆Ⅱ号段岩质高边坡稳定性问题,采用有限单元法(FEM)进行计算分析。计算分析结果表明石崆山Ⅱ号段岩质高边坡是稳定安全的。有限单元法在岩质高边坡稳定性的计算分析中的应用,正处在完善和发展之中。它的计算分析正确与否或精确程度,很大程度上取决于对边坡岩体工程地质条件的正确理解和归纳概化,取决于计算参数的合理客观选取。     

基于钻孔内地下水流速和流向的岩溶裂隙介质渗透性研究

岩溶裂隙介质的非均质性和各向异性是研究岩溶裂隙介质渗透性需要考虑的主要问题之一。以三峡秭归岩溶地区一个水文地质钻孔为例,通过对该钻孔内地下水流速和流向的测量,并结合钻孔岩心编录、超声波测井和钻孔成像所得到的岩体裂隙特征,分析了该岩溶地区岩溶裂隙介质在垂向上的非均质性和水平方向上的各向异性,得到该钻孔内岩体渗透性在垂向上的分布特征以及地下水在水平方向上的主要渗透方向。结果表明:覃家庙组地层的岩溶和裂隙发育程度较石龙洞组地层高,其中66～71m、112～116m和129.7～131.0m段岩体的渗透性好,是主要的出水段,55.5～57.0m和133.1～137.5m段岩体的渗透性差,其他段岩体的渗透性一般,反映了岩溶裂隙介质的垂向非均质性;岩溶裂隙介质岩体渗透性在水平方向具有各向异性,该钻孔内地下水的主要渗流方向为52°左右。     

基于GH-B强度准则的节理岩质边坡稳定性分析

在岩质边坡工程数值模拟计算分析中,其难题之一就是如何较准确地确定岩体强度参数,而边坡岩体抗剪强度是影响计算分析成果的控制因素,也是支护设计成败的关键所在。采用GH-B强度准则对深水河大桥4号桥墩边坡进行了稳定性分析,同时与采用M-C强度准则的模拟结果进行了对比分析。结果表明:GH-B强度准则采用基于应力水平的塑性流动法则,更好地体现了节理岩体的变形和破坏机理,可有效反映岩体的非线性破坏特征,更加接近于工程实际,适于节理岩体的强度计算及稳定性分析。     

基于GIS的岩质顺层边坡坡体组合类型空间分布

GIS技术在地质灾害领域得到了越来越广泛的应用。采用节理玫瑰花图和赤平投影法,通过对三峡库区某区域岩质顺层边坡的大量节理裂隙的统计和主要结构面组合切割关系的分析,选取12个坡体组合计算点及其坡体组合类型,并利用ArcGIS软件依据岩层倾向一致性原则进行识别与处理,从而确定了每个坡体组合计算点所能影响的区域范围,最终得到研究区域范围内岩质顺层边坡坡体组合类型的空间分布,可为岩质边坡稳定性评价提供依据。     

基于FLAC3D的某桥头边坡稳定性数值模拟分析

某桥头边坡属顺层岩质坡,在桥墩加载及下游水库蓄水的影响下,边坡初始应力状态将发生改变,极有可能导致边坡失稳。通过对库岸边坡破坏模式的分析,建立了该边坡地质概化模型,确定了岩体及控制性结构面的物理力学参数,并基于FLAC 3D软件对该边坡在不同工况条件下的稳定性状态进行了数值模拟分析。结果表明:目前条件下边坡整体趋于稳定,但桥墩加载会导致边坡稳定性一定程度的降低,水库蓄水会导致边坡稳定性显著降低。最后为进一步探讨边坡加固方案提出了具体的防治措施与建议。     

以铁尾矿为基础材料的植被混凝土基质研究

为解决目前矿山岩质边坡绿化成本高、用土量大等问题,试验结合植被混凝土技术,采用铁尾矿作为基础材料,425#水泥、秸秆纤维、蘑菇肥和保水剂为基质配比材料,研究基质的理化性质及对高羊茅、紫花苜蓿2种先锋植物的生长影响。结果表明,随着秸秆纤维和蘑菇肥的加入改良了基质的结构,水泥的加入导致基质的pH值升高,抑制植物的出苗率,随着时间的变化,基质pH值基本降到适宜植物生长的水平。基质的有机质和速效养分均高于对照,能够促进植物的生长。有机质与速效养分呈正相关,可以为植物持续性生长提供养分保障。铁尾矿替代土壤作为基础材料的植被混凝土是基本可行的,可以减少土壤的使用,降低绿化成本,并解决矿山铁尾矿综合利用问题。     

落石落距的影响因素敏感性分析

随着人类工程活动进程的日益频繁,在边坡尤其是高陡岩质边坡工程中,落石灾害研究已经成为重要的研究方向之一,落石在斜坡上的运动受到诸多复杂因素的影响。采用正交试验法对影响落石落距的因素坡角、回弹系数和速度进行敏感性主次分析;并运用单变量试验方法,基于Rockfall数值模拟软件对落石落距的影响因素变化规律进行分析,其结果与正交试验表进行对照验证;最后以某崩塌区落石实例验算,参考试验数据分析结果提出建议,为人工边坡防治和拦挡工程的合理布设及优化设计提供依据。