生态防护边坡的雨水入渗及其对植被根系固土防滑作用的影响机理研究

Slope ecological protection has the water and soil conservation effect to reduce the rainwash and increase the rainwater infiltration. The vegetation root can also improve soil reinforcement and slope stabilization, but the rain infiltration can also affect the slope stability. So it’s very important for the slope ecological protection technology innovation progress to study the different ecological protection slope of rainwater infiltration and the vegetation root’s improving soil reinforcement mechanism. Through laboratory test, the mechanical characteristics and hydraulic characteristics of the root composite soil with different types of vegetation root development under influence of rainfall infiltration will be studied. Based on above study ，the simulated slope for different soil, different vegetation types or extent of root development, different types of vegetation ecological protection or boundary conditions will be prepared. Through the simulation test, the rain infiltration and moisture diffusion regularity under the conditions of different rainfall intensities and rainfall duration, rain or shine alternately will be studied. The rainwater infiltration and diffusion migration properties which influenced by different vegetation and root development situations or different vegetation planting types of ecological protection method should be obtained. On this basis, the prediction calculation method for the long-term moisture content and slope stability changes of ecological protective slopes under natural conditions will be sudied forther more. It can provide the basis for the ecological protection slope innovation technology.

边坡生态防护具有减少雨水冲刷和增加雨水入渗等作用，但坡面植被引起雨水入渗量的增加也会减小植被根系的固土防滑作用而影响边坡稳定，因此研究不同技术方法和植被根系防护边坡的雨水入渗及其对植被根系固土防滑作用的影响机理，能为边坡生态防护技术的创新进步提供依据。选择典型土质，通过不同根系根土复合体的渗透性测试、静水崩解和含水率不同时的直剪和拉拔试验等，研究得到不同根系根土复合体的渗透性规律及雨水入渗含水率变化时的强度变化规律及根土相互作用模型；研究制备不同土质、不同技术方法、不同根系的模拟边坡，模拟不同降雨强度和降雨历时，研究不同降雨条件、不同技术方法和根系特征边坡的雨水入渗规律，得到不同生态防护边坡的雨水入渗速率及影响范围等。通过研究不同生态防护边坡的雨水入渗计算方法，结合雨水入渗含水率变化的根土相互作用模型，进一步研究雨水入渗对不同根系固土防滑作用的影响机理，为边坡生态防护的优化设计提供依据。

边坡生态防护具有减少雨水冲刷和增加雨水入渗等作用，但坡面植被引起雨水入渗量的增加也会减小植被根系的固土防滑作用而影响边坡稳定，因此研究不同技术方法和植被根系防护边坡的雨水入渗及其对植被根系固土防滑作用的影响机理，能为边坡生态防护技术的创新进步提供依据。在研究提出稻秸秆绳网护坡、稻秸秆水泥土空心砌块生态护坡、稻秸秆泥皮生态护坡等新型生态防护技术方法基础上，通过室内模拟试验研究得到了这些技术方法在不同降雨强度和降雨历时条件下的强降雨冲刷、雨水入渗、含水量变化及边坡稳定性变化规律，提出了将这几种技术方法在工程中应用的可行办法。在此基础上，针对边坡生态防护的草类根系和灌木根系，通过雨水入渗含水量变化根土相互作用的灌木根系室内外拉拔试验和不同根系参数的强度试验，草类根系加筋土受雨水影响的不同根系含量的强度和崩解试验，以及香根草根系加筋膨胀土的膨胀性和干缩开裂特性等试验，分别对草类根系中的百喜草、结缕草等须状根系（侧向根系）和香根草深长根系（主直根系和侧向根系），灌木根系的落叶山帆和湿地松等（侧向根系）根土相互作用问题进行了全面研究，同时开展了灌木根系和草类根系的室内渗透试验及原位渗透现场试验。研究得到了草类根系、乔灌木根系对土质边坡的雨水入渗影响规律，同时得到了雨水入渗含水量变化对草类根系、乔灌木根系根土复合体强度及根土相互作用的影响规律。针对膨胀土边坡的病害特点，提出了采用香根草处治膨胀土病害的方法，并通过种植香根草根系对膨胀土的膨胀性和胀缩开裂特性试验，得到了香根草处治膨胀土病害的力学机理。以室内外试验为依据，通过数值模拟，研究得到了草类根系，特别是香根草根系生态护坡以及稻秸秆泥皮生态护坡，在连续降雨和间断降雨条件下的雨水入渗规律以及雨水入渗影响根土复合体强度及边坡稳定性变化规律，揭示了雨水入渗对植物根系固土防滑作用的影响机理。