降雨入渗下根带土水力特性及边坡稳定性研究

摘要

为研究降雨入渗条件下根带土水力特性及植被对边坡稳定性的影响，构建灌草协同植被群落恢复模式，对根带土进行直剪试验以量化植被根系加固效应，并借助降雨冲刷试验分析植被护坡效应，同时运用fish语言对FLAC3D软件进行二次开发，开展降雨与根系耦合作用下非饱和边坡稳定性变化的研究。研究结果表明：（1）灌草协同下植被根系可显著提高土体抗剪强度，使土体黏聚力提升85.20%，且在降雨冲刷下植被可有效抑制坡面侵蚀；（2）在降雨作用下，植被边坡能减缓雨水入渗，延缓土体饱和所需时间，同时协同根系力学加固效应抑制潜在滑移面上移幅度，使安全系数衰减幅度较裸坡减少37%;(3)不同降雨入渗方式、降雨强度及坡度下植被护坡效应差异显著，在强降雨及陡坡状态下，边坡安全系数大幅下降；（4）研究揭示了植被力学与水力协同增效的护坡机制，建议在灌草协同护坡模式下弃土场边坡坡度宜控制在45度以内，为山区地质灾害防治提供科学依据。

关键词

降雨入渗 / 根土复合体 / 水力特性 / 边坡稳定性 / 数值模拟