植被根系一般穿透力强,能向面层以下土发育,可以减弱雨水、河流及地表径流对岸坡表面的冲蚀,再加上植被覆盖面积大,从而可以防止水土流失。因此,近20多年来,绿色护坡已经由于可自修复的“活性”而得到人们的推崇[79～92]。植被对坡面有针对性的防护则相应地表现为:①缓和雨水的冲击,起到消能作用,降低了雨滴对坡面的冲击；②增大岸坡贮水量,担当浅层“地下水库”,相应地减少了坡面径流量。随着覆盖度增加,入渗量也随之增大,而坡面径流量和径流速度相应随之减少；③植被根系交织形成了巨大的根系网络,将其周围土壤缚紧,具有较好的护坡作用[93～94](罗斌和胡厚田,1999,李志刚和王春辉,2003)。边坡植被根系的影响范围大约为土深2m以内,表现为浅层破坏,主要发生在风化岸坡上。这种滑坡一般有以下几个特点:土一般松散,黏聚力小。诱因一般为暴风雨,即由于雨水的入渗造成土的强度下降和土中孔隙水压力的增加。滑动面为近似浅层平面,一般位于松散土与坚硬土或基岩的接触面附近。
Greenway[79](1987)较好地从水文和力学效应两个方面全面地探讨了植被对岸坡的有效加固作用以及植被对岸坡稳定的影响(表3.1)。
对于不同边坡,根系的垂直延伸对岸坡的稳定作用有四种可能[88](Tsukamoto和Kusuba,1984):①岸坡土层浅薄,植被根系贯穿土层,但岸坡基岩表面坚硬,根系不能扎入基岩,这种情况下垂直根对边坡稳定贡献不大,新开挖的完整岩石岸坡上进行喷射植被混凝土绿化属此种类型；②基岩有裂缝,植被直根可以深入基岩裂隙中,对岸坡稳定起很大作用,在破裂岩石岸坡上进行喷射植被混凝土绿化属此种类型；③土层较厚,在表层土和基岩间有过渡层,过渡层土的强度随深度增加而增加,根系深入到过渡层,起到加固岸坡的作用,这种类型常见于一般天然岸坡；④覆土太厚,根系不能延伸到滑动面,根系对岸坡稳定作用不大,这种情况在深厚的黄土高原常见。
表3.1 植物对岸坡的影响(www.xing528.com)
有植被覆盖的土坡的稳定问题是很复杂的,主要问题有:如何准确得到现场植被根系随土深度的分布特征图?如何考虑根系的锚固作用?如何考虑根系含量与土的抗剪强度的关系?如何选取计算模型?因此,需要开展植被生态护坡的加固机理及计算模型的研究。
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