7.6　小结

本部分介绍了植被防护土坡需要进行的一些重要的计算分析工作和设计原则,例如土坡工程场地的调查与分析、结构防护土坡的工程分析与设计、植被防护土坡的工程设计,并利用第5部分的有限元数值方法和第6部分的近似解析方法,对植被防护土坡的强度和变形进行了数值计算和分析。

在沈珠江非饱和土简化固结理论的基础上开发建立的考虑部分排气的水土气耦合的统一弹塑性有限元数值分析模型、计算方法和程序,可以同时进行岸坡地下水位上下的坡土的渐进变形破坏过程。把所开发的广义结构性本构理论模型编入植被防护土坡变形的有限元数值模型,很好地模拟了植被防护土坡的变形特征,即在干燥天气水分蒸发失水时吸力增加使岸坡收缩及变形减小、降雨入渗吸水时吸力丧失使岸坡变形增加,以及干、湿循环作用下岸坡变形主要发生在坡面附近,不仅具有较大的竖向位移,而且具有较大的水平位移,降雨入渗时植被的根系固土及面层遮水作用使得土坡变形减小。

将浅层滑坡问题简化成平面问题,通过在平衡方程中引入广义吸力变量,推导出与粘塑性应变率场对应的天然裂隙土坡的渐进变形解析模型,考虑各向异性、黏滞性、结构性、结构破损程度、及裂隙发育程度(相关于植被防护作用)等对边坡变形的影响。边坡的渐进变形还随着各向异性参数αK 0的减小、或黏滞性参数ψ0的减小、或根系固土强度参数μ0的减小、或结构破损度D的增大以及广义吸力S的减小而增大。推导的归一化不排水强度解析解,可以分析评价初始裂隙及次生裂隙发育程度、各向异性发育程度、流变大小和不同应力状态等因素在天然坡土渐进破损过程中的影响,即天然坡土渐进破损的归一化不排水抗剪强度Su/σ′z随着初始裂隙发育程度参数μ0的增加(根系固土作用使初始裂隙数量减少)而增大,随着各向异性参数αK 0的增加而增大,随着塑性体应变率的增加而增大,随着破损比D(表征次生裂隙影响)和Lode角θ的增大而减小。