模型试验包括裸露边坡、单纯骨架护坡、草本植物结合骨架护坡及灌木结合骨架护坡几种情况下的模拟降雨试验。裸露边坡的试验进行两组，一组边坡土体为种植土，主要目的在于同以后进行的有防护形式的模型试验提供参照，另一组边坡土体为海南路堤试验段实际填土，目的在于考察在施工现场路堤已经填筑，而各种防护措施还没进行的情况下暴雨对路堤表层土体的侵蚀情况。单纯的骨架护坡考察在缩短坡面径流的情况下对路堤表层土体的侵蚀情况。配置有灌木和草本植物的试验考察植物对边坡表层土体的防护作用，确定其护坡机理。
试验过程中用水表控制模拟降雨装置管路中的流速及流量，确保每次试验的降雨强度和降雨量都是基本相等的，产生的径流全部收集起来，用以确定径流量、冲刷量等随降雨过程的变化情况。
1.裸露边坡的模型试验
（1）填土为种植土的边坡的模型试验。
选取一片生长状况良好的草地，将草连根清除干净，选取 20 cm 深度范围内的土作为试验用土。边坡土体填筑完成后每天早晚浇水养护，使土体含水量基本保持不变，并使扰动的土体尽量恢复为原状，养护 7 d后开始进行试验。
试验开始前先用塑料薄膜将边坡模型覆盖住，将模拟降雨装置定位，进行调试，当出水量及降水情况达到均匀而稳定时关闭进水阀门，移去塑料薄膜，在边坡的上、中、下三个位置土体的表层、中间及底部分别取样，共计9组土样，用以测定土体的含水量。准备工作完成后，将进水阀门打开，试验正式开始，试验过程中用水桶将径流全部收集起来，每隔 2 min换一次水桶，试验完成后立即按前面所述方式取9组土样测定含水量。
试验过程中首先出现的是雨滴对坡面土体的溅蚀，滴落的雨滴可将土粒溅起几十厘米高，近 1 m 远；随后坡面薄层水流很快形成，流量趋于稳定；紧接着在坡面的中部至底部的位置开始出现数条细沟，随着试验的进行，细沟缓慢增多、加宽和加深。总体来说边坡土体的侵蚀是由坡面层流引起的，整个试验过程雨滴对土体的溅蚀作用都很强烈，为坡面土体的冲刷提供了大量的物质来源，而由于坡面长度有限且坡面较平整，沟蚀作用自始至终都不显著。
（2）填土为海南路堤填土的边坡的模型试验。
从海南运来的土样以强风化的花岗岩为主，试验前先将粒径过大的石块筛除，加水拌合使其与种植土的含水量相当，然后采用与种植土相同的方法填筑并养护（图6.2-6）。
图6.2-6 填土为海南路堤填土的边坡的模型试验
试验过程中土体的侵蚀过程与种植土相似，只是由于粒径较粗，土体的流失量远小于种植土，并且试验过程中基本未出现沟蚀的现象，在层流和雨滴溅击的联合作用下，不仅土体表层的大部分细颗粒被水流带走，而且许多粒径将近1cm的石子被运至边坡底部。
2.单纯骨架护坡的模型试验
填土采用种植土，试验前浇水养护 7 d。骨架参考常见的主骨架净距 6 m、支骨架净距3.0 m 的人字形截水骨架的形式，按 1∶5 的比例缩小布置在模型上（图 6.2-7）。本试验中骨架的布置仅是为了达到截水的目的，并未严格按照实际工程中的形式制作。本试验骨架面积约占整个土体面积的10%。(www.xing528.com)
试验土体的侵蚀过程同裸露边坡差别不大，只是沟蚀情况有所减少。
图6.2-7 单纯骨架护坡的模型试验
3.草本植物结合骨架护坡的模型试验
本次试验若采用种草的形式可达到最佳的试验效果，但从播种草籽到植物生长茂盛形成对边坡的覆盖所需时间太长，需要一个半月以上，造成试验周期过长，且当时试验时间在盛夏，草种不易成活。本试验采用移栽的形式，在移栽过程中尽量不破坏植物的根系，保持其完整性。定期对移栽的植物采取洒水施肥等养护措施，半个月后植物的根系同边坡土体基本结合在一起，覆盖度达到了 90%，开始进行试验（图6.2-8）。
同其他组试验相比，本组试验坡面产流缓慢，且流量是逐渐增大的，只是在试验后期才趋于稳定。试验过程中水流比较清澈，携带的是粒径非常小的土颗粒。
图6.2-8 草本植物结合骨架护坡的模型试验
4.灌木结合骨架护坡的模型试验
考虑到灌木根系对边坡表层土体的作用很小，决定以树枝代替灌木进行本组试验。在养护好的边坡土体上以 20 cm 的间隔插上树枝，覆盖度在 90% 以上，然后可开始试验（图6.2-9）。
本组试验坡面产流情况同裸露边坡相似，只是径流的泥沙携带量大大减少。
图6.2-9 灌木结合骨架护坡的模型试验
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