植被混凝土有机质类型与配比的合理选取.pdf

第 3 2卷第 4期 Vo 1 3 2 No 4 水 利 水 电 科 技 进 展 Ad v a n c e s i n S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y o f W a t e r Re s o u r c e s 2 0 1 2 年 8 月 Au g2 01 2 D O I ： 1 0 3 8 8 0 j i s s n 1 0 0 6 7 6 4 7 2 0 1 2 0 4 0 0 9 植被混凝土有机质类型与配比的合理选取 刘大翔 ， 一 ， 李少丽 ， 许文年 ， 程尊兰 ( 1 中国科学院 水利部成都山地灾害与环境研究所山地灾害与地表过程重点实验室， 四川 成都6 1 0 0 4 1 ； 2 中国科学院研究生院， 北京1 0 0 0 4 9 ； 3 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室， 湖北 宜昌4 4 3 0 0 2 ) 摘要 ： 为同时保证植被根 系生长需求和坡面稳定， 需通过试验确定植被混凝土有机质合理类型与配 比。选取 4种常见富含有机质材料( 稻壳、 锯末、 玉米酒糟、 稻谷酒糟) ， 以有机质类型和掺入量为变 量 ， 分别试验研 究了其对植被混凝土孔隙率和无侧限抗压强度的影响。试验结果表明： 植被混凝土 孔隙率增幅随有机质配比增加而逐渐减小， 无侧限抗压强度降幅则随有机质配比增加 而增大； 有机 质的合理类型为小粒径粉末状有机质， 合理配比范围为 7 9 。 关键词 ： 植被混凝土； 有机质配比； 孔隙率； 无侧 限抗压强度 中图分类号： ， r U 4 1 1 ； T U 5 2 8 7 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 6 7 6 4 7 ( 2 0 l 2 ) 0 4 0 0 3 7 0 4 S e l e c ti o n t e s t s f o r t y p e a n d r a ti o o f o r g a n i c ma t t e r i n v e g e t a ti o n c o n c r e t e L I U Da - x i a n g 一 ，L I S h a o h 3 ，XU We n - n i a n 3 ， C H E N G Z u n - l a n ( 1 K e y L a b o f Mo u n t a i n H a z a r d s a n d S u r f a c e P r o c e s s e s ，I n s t i t u t e ofM o u n t a i n H aza r d s a nd E n v i r o n m e n t ，C h i nes e A c a d e m y ofS c i e n c e s ，C h e n g d u 6 1 0 0 4 1 ，C h i n a ； 2 G r a d u a t e U n i v e r s i t y o fC h i n e s e A c a d e m y ofScie n c e s ， B e 0 r 1 0 0 0 4 9 ，Chi n a； 3 K ey L a b o r a t o r y o fG e o l o g ic a l H aza r d s 0 12 T h r e e G o r g e s R e s e r v o i r A r e a ofMi n i s t r y ofE d u c at i o n ，C h i na Thr e e G o r g e s U m ver s it y ， Y ie h a n g 4 4 3 0 0 2 ，C h i na) Ab s t r a c t ：I n o r d e r t o s i mu l t an e o us l y g u a r a n t e e t h e r o o t g r o wt h n e e d s o f v e g e t a tio n a n d s l o p e s t a b i l i t y，p r o pe r t y p e s and r a ti o s h a v e t o b e d e t e r mi n e d t h r o u g h s e l e c t i o n t e s t s F o ur k i n d s o f c o n l mo n o r g a n i c ma t t e r( r i c e h u s k，s a w d u s t ，C O l 3 3 v i n a s s e ，a n d r i c e v i n a s s e )w e r e s e l e c t e d t o i n v e s ti g a t e t h e i n fl u e n c e o f d i ff e r e n t o r g a n i c m a t t e r t y p e s and r a ti o s o n t h e poros i t y and u n c o nfin e d c o mp r e s s i o n s t r e n g t h o f v e g e t a ti o n c o n c r e t e T h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t w h i l e t h e p o r o s i ty d e c r e a s e s w i t h an i n c r e a s e i n o r g a n i c ma t t e r r a t i o，t h e u n c o nfi n e d c o mp r e s s i o n s t r e n g t h i n c r e a s e s wi t h i n c r e asi n g o r g a n i c ma t t e r r a t i oTh e mo s t r e a s o n ab l e t y p e o f o r g a n i c ma t t e r i s f o u n d t o be the s ma l l s i z e p o w d e r w i t h a r a t i o r a n g i n g f r o m 7 t o 9 Ke y wo r d s ：v e g e t a t i o n c o n e r e t e ；o r g ani c ma t t e r rat i o ；por o s i ty；u n c o nfin e d c o mp r e s s i o n s tr e n g t h 水电建设工程扰动区的生态修复是环境保护的 重要内容 ， 从地形地貌的角度看 ， 扰动区可分为平地 和边坡两大类型。针对平地的生态修复 ， 可参考城 市绿地工程 ， 目前国内相关技术理论均很成熟 ； 但扰 动区内边坡( 开挖边坡 、 弃渣地、 消落带等) 的生态修 复在我国尚处于发展 的初期阶段 ， 应用较多 的典型 技术有植被混凝土生态防护技术l 1 七 j 、 厚层基材喷射 技术【 、 液压喷播植草技术l J 等 。上述技术 的核心 是基材 ， 因此基材特性一直是研究重点和技术瓶颈。 植被混凝土是把水泥 、 土、 有机质 、 植被混凝土 绿化添加剂( 专利产品) 、 混合植绿种子按特定 的组 成比例， 并添加一定量的水充分搅拌后形成的混合 物， 用于边坡生态防护工程。实际工程中发现 ， 植物 根系大多集中在表层 ， 其原 因主要是植被混凝土孔 隙率较低 ， 导致根系难以深入。为改善此状况 ， 可在 植被混凝土中增加有机质 ， 因为有机质 自身是疏松 的多孔体 ， 同时又能形成可改 良土壤结构 的团聚体 胶结剂 5 - 6 1 。但有机质配比与基材强度成反比， 因此 需分别研究有机质对植被混凝土孔隙率和力学性能 的影响， 进而得到有机质的合理类型与配比， 此举可 进一步完善植被混凝土 的技 术体 系， 对水 电工程扰 动区生态环境重建具有积极意义。 本研究在借鉴前人研究成果 的基础上 ， 通过室 内试验研究 4种常见 的富含有 机质材料 ( 稻壳、 锯 末 、 玉米酒糟 、 稻谷酒糟 ) 在不 同掺入量条件下 ， 分别 对植被混凝土孔隙率 和无侧限抗压强度的影响， 以 期获得植被混凝土有机质合理类型和配比。为方便 起见 ， 文 中对富含有机质的材料简称为有机质。 1 试样制作与试验方法 1 1 试样 制作 生态护坡工程实施过程中， 原材料在满足性能 基金项 目： 国家 自然科学基金 ( 4 o 9 7 1 O 1 5 ) ； 国家“ 十一五” 科技支撑计划 ( 2 0 0 9 B A K 5 6 B 0 5 ) ； 中国科学 院知识创新工程( 1 2 5 0 m) 建议 底厚值太大， 没有参考价值 。 c 由于拱 坝实 际厚 高 比的选取涉及影 响因素 多且复杂 ， 如工程地质条件( 两岸及坝基的断层与节 理等 ) 、 河谷断面形状、 坝址处地震状况 、 坝基渗流状 况等， 对大量已建拱坝资料进行统计 回归分析 ， 是寻 求高拱坝厚高 比的一种实用方法。 参 考文 献 ： 1 水利水 电规划设计总院 水工设计手册： 第五卷 M 2版 北京 ： 中国水利水 电出版社 ， 2 0 1 l ： 1 0 9 1 7 0 2 L O MB A R D I G K l n b r e i n D a m： a l l u n u s u a l s o l u t io n f o r a n u n u s u a l p r o b l e ml J J Wa t e r P o w e r &D a m C o n s t ru c t i o n ， 1 9 9 1 ， ( 6 ) ： 3 1 3 4 3 汝乃华， 姜忠胜 大坝事故与安全： 拱坝 M_ 北京： 中国 水利水 电出版社 ， 1 9 9 5 ： 2 0 3 2 0 7 4陈宗梁 世界超级高坝 M 北京 ： 中尉电力出版社 ， 1 9 9 8： 40 - 41 5任青文， 王柏乐 关于拱坝柔度系数的讨论 J 河海大 学 学报 ： 自然科学版 ， 2 0 0 3 ， 3 1 ( 1 ) ： 1 _ 4 6 黄朝煊 薄高拱坝坝体屈曲稳定初探 D 杨凌： 西北农 林科技 大学 ， 2 0 1 1 7 饶宏铃 拱坝体形参数统计分析 J 水电站设汁， 2 0 0 4 ， 2 0 ( 3 ) ： 卜 5 8 徐福卫， 田斌 关于拱坝柔度系数的研究 J 人民长江 2 0 0 7 ， 3 8 ( 1 1 ) ： 4 1 4 2 9 李瓒 ， 陈飞， 郑建波， 等 特高拱坝枢纽分析与重点问题 研 究 M 北京 ： 中国电力出版社 ， 2 0 0 4 1 0 美国垦务局 拱坝设计 M 拱坝设计翻译组 ， 译 北京： 水 利电力出版社 ， 1 9 8 4 ( 收稿 臼期 ： 2 0 1 1 1 2 0 9 编辑 ： 熊水斌 ) 卜 ”+“+“+“+”卜 ” 卜 “十一十” 卜 ” 卜 ” 卜 “ 卜 ” ”卜 ” ” 卜 “ 卜 一 卜 ” 卜 ” _ 卜 “ “ 卜 p ro p e r t i e s o f p e r v i o u s c o n c r e t e p a v e m e n t m a t e ri a l s J C e m e n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h ， 2 0 0 3 ， 3 3 ( 3 ) ： 3 8 1 3 8 6 8 许 文年 ， 夏振尧 ， 周 宜红 ， 等 植 被混凝 土无侧 限抗压 强 度试验研究 J 水利水电技术， 2 0 0 7 ， 3 8 ( 4 ) ： 5 1 5 4 9项翥行 建筑工程常用材料试验手册 M 北京： 中国建 筑工业 出版社 ， 1 9 9 8 1 0 郑碧仿， 张俊云， 李绍才， 等 岩石边坡植被护坡技术 ( 4 ) ： 厚层基材基本特 性研究 J 路基工程 ， 2 0 0 1 ( 3 ) ： 1 - 4 1 1 周德培， 张俊云 植被防护工程技术 M 北京： 人民交 通 出版社 ， 2 0 0 3 ： 1 5 2 6 1 2 许文年 ， 叶建军， 周明涛， 等 植被混凝土护坡绿化技术 若干问题探讨 J 水利水电技术， 2 0 0 4 ， 3 5 ( 1 0 ) ： 5 0 5 2 ( 收稿 日期 ： 2 0 1 1 1 2 0 5 编辑 ： 熊水斌 ) 。 5 4 。 7 g ff ,l 水 电科技进展 ， 2 0 1 2 ， 3 2 ( 4 )T e l ： 0 2 5 8 3 7 8 6 3 3 5 E - m a i l ： h h u e d u C l Z h a p： k k b h h u e d u 。