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1、航道植被護(hù)坡土工試驗及岸坡穩(wěn)定性數(shù)值分析StudyofSlopeVegetationbySoilTestandNumericalAnalysisofChannelBankSlopeStability學(xué)科專業(yè)：水利工程研究生：張智凱指導(dǎo)教師：王元戰(zhàn)教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一二年十二月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本
2、研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日摘要在國家大力發(fā)展內(nèi)河航運(yùn)事業(yè)的當(dāng)下，將有大量內(nèi)河航道岸坡整治工程投入建設(shè)，在保證航
3、道“暢通”、“安全”的同時，維護(hù)好航道沿途的生態(tài)環(huán)境，成為建設(shè)“綠色”航道的關(guān)鍵所在。植被護(hù)坡作為一項兼顧岸坡加固及環(huán)境保護(hù)的工程技術(shù)，近幾十年間廣泛用于岸坡的整治工程中?，F(xiàn)階段植被根系對于土體強(qiáng)度的提高作用尚未完全明確，未能對于護(hù)坡后土體強(qiáng)度的變化進(jìn)行有效評估，制約了植被護(hù)坡技術(shù)的發(fā)展。航道岸坡受水位周期性變化的影響，非飽和非穩(wěn)定滲流時有發(fā)生，現(xiàn)階段綜合考慮各因素影響的非飽和非穩(wěn)定滲流工況下岸坡穩(wěn)定分析工作開展較少，未能對涉水岸坡穩(wěn)定評估進(jìn)行全面指導(dǎo)?；谏鲜鲅芯勘尘埃疚木o密結(jié)合廣西那吉庫區(qū)岸坡整治工程，采用試驗測試與數(shù)值分析
4、的方法，進(jìn)行了以下幾方面的工作：（1）利用南京土壤儀器廠生產(chǎn)的SLB-1型三軸儀，以原狀根系加筋土及重塑素土為試驗土樣，進(jìn)行了三軸剪切試驗，獲得了各試驗方案下原狀根系土試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，詳細(xì)分析了不同根系形態(tài)分布、含根量對于原狀根系加筋土強(qiáng)度的影響。原狀根系的存在可有效提高土體的粘聚力值。（2）以重塑根系加筋土為試驗土樣，進(jìn)行了三軸剪切試驗，依據(jù)試驗結(jié)果量化分析了原狀根系與重塑根系加筋效果的差異，并總結(jié)了重塑根系加筋土強(qiáng)度的變化規(guī)律：重塑根系加筋土粘聚力值隨含根量增加而提高，當(dāng)含根量超過試樣“最佳含根量”后，粘聚力值下降。（3
5、）以重塑根系加筋土及重塑素土為試驗土樣，進(jìn)行了三軸滲流剪切試驗，依據(jù)試驗結(jié)果，分析了不同圍壓、不同滲流壓力組合下重塑根系加筋土、重塑素土的強(qiáng)度及滲透特性的變化規(guī)律：兩種試樣強(qiáng)度隨滲流壓力的增大而降低，根系土強(qiáng)度降幅基本低于素土，圍壓增大可減緩滲流作用對強(qiáng)度的“弱化”效果；低圍壓時（20kPa）根系土滲透系數(shù)大于素土，高圍壓時（27kPa、35kPa）素土滲透系數(shù)大于根系土。（4）以飽和原狀粘土為試驗土樣，運(yùn)用軸平移技術(shù)，開展了非飽和土基質(zhì)吸力特性試驗，獲得了依托工程當(dāng)?shù)赝馏w的土-水特征曲線（基質(zhì)吸力與含水量對應(yīng)關(guān)系曲線）方程。（5
6、）對大型有限元軟件ABAQUS進(jìn)行了二次開發(fā)，通過編寫用戶子程序DISP（自定義邊界條件子程序）及DLOAD（自定義荷載子程序）實現(xiàn)了岸坡迎水面水位下降過程的有效模擬?；谠摂?shù)值模型，進(jìn)行了不同水位下降落差、不同下降速率、不同滲透系數(shù)及不同基質(zhì)吸力模式等工況下的岸坡穩(wěn)定計算。關(guān)鍵詞：根系加筋土、抗剪強(qiáng)度、三軸試驗、基質(zhì)吸力、滲流、岸坡穩(wěn)定ABSTRACTAlargenumberofbanksloperegulationprojectsofinlandwaterwaywillbeperformedinrecentyearswitht
7、hegovernment’spolicyoninternalrivertransportation.Duringtheconstructionofgreenchannel,it’scrucialtofigureouthowtokeeptheshippinglanesopenandsafewithoutdamagetotheecologicalenvironmentalongthechannel.Theslopevegetation,whichiseffectiveinbankslopestabilizationandenviron
8、mentpreservation,hasbeenwidelyusedinregulationprojectsofbankslopeinthelastdecades.Becausefewareknownaboutvegetationroots-rei
