Influenza del metodo di rinforzo sui parametri caratteristici delle fessure nello studio sperimentale del terreno espansivo

Jul 12, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 6433 (2023) Citare questo articolo

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La pendenza espansiva del suolo è caratterizzata principalmente dal declino dell’integrità del pendio causato da fessurazioni espansive superficiali del suolo e dalla distruzione della struttura interna del suolo, che influiscono gravemente sulla stabilità complessiva della pendenza espansiva del suolo. Per studiare l’effetto della combinazione di rinforzo della geogriglia e vegetazione del pendio sull’inibizione dello sviluppo di fessurazioni espansive del terreno, sono stati realizzati sei gruppi di modelli di prova. È stato simulato il ciclo naturale secco-bagnato e l'immagine della fessura è stata binarizzata utilizzando la tecnologia di elaborazione delle immagini. Sono stati estratti i parametri caratteristici delle fessure, quali il rapporto delle fessure, la larghezza e la lunghezza delle fessure, ed è stato valutato in modo completo l'effetto di vari metodi di rinforzo sull'inibizione dello sviluppo delle fessure. È stata ottenuta la situazione di base dello sviluppo degli indici di fessurazione in ciascun gruppo con lo sviluppo di più cicli secco-bagnato, e i cambiamenti di fluttuazione degli indici di fessurazione nelle diverse fasi erano diversi con diversi metodi di rinforzo e cicli secco-bagnato. Allo stesso tempo, si ottiene l'influenza dei diversi metodi di rinforzo sullo sviluppo delle fessurazioni dei terreni espansivi. Si ritiene che piantare erba di vetiver + geogriglia abbia un buon effetto sull’inibizione dello sviluppo di crepe nel terreno espansivo.

Il terreno espansivo è un tipo di argilla altamente plastica che è sensibile al cambiamento dell'umidità ambientale e presenta molteplici crepe, forte dilatanza e attenuazione della resistenza1. Nei cicli secco-umido, la ripetuta espansione e contrazione della deformazione del terreno espansivo porterà alla formazione di fessure e al graduale sviluppo di griglie di fessure casuali2. Se il terreno in espansione viene generato da un gran numero di crepe, non solo facilita la penetrazione dell’acqua piovana, ma riduce anche la resistenza e la stabilità del suolo, che è soggetto a disastri geologici. Pertanto, è importante dal punto di vista sociale e pratico studiare il trattamento per inibire lo sviluppo di crepe espansive del suolo e ridurre efficacemente il danno potenziale a lungo termine del suolo espansivo.

Al fine di ridurre il verificarsi di estesi disastri sui pendii del suolo, il rinforzo della geogriglia, una tecnologia di “rigonfiamento morbido”, è ampiamente utilizzato in ingegneria. Inoltre la sua efficacia tecnica, economica e di tutela ambientale è stata dimostrata e verificata da un gran numero di pratiche3,4,5,6,7,8. La ricerca su questo blocco si concentra principalmente sulla meccanica, mentre la ricerca sulle cricche si trova raramente, quindi è necessario studiare. Negli ultimi anni, con la crescente enfasi sull’ambiente ecologico in Cina, i tradizionali metodi di protezione dei pendii hanno gradualmente fallito nel soddisfare le esigenze attuali, quindi la tecnologia di protezione ecologica dei pendii diventerà un inevitabile mezzo di governance della protezione dei pendii.

Esistono pochi studi sull’inibizione delle fessurazioni del suolo espansivo nella vegetazione dei pendii. In termini di inibizione delle radici delle piante sulle crepe espansive del terreno, Wang ha studiato l'influenza del rapporto di rinforzo della paglia di riso sulle prestazioni di fessurazione del suolo e ha scoperto che il rapporto di rinforzo del confine della fessurazione del terreno rinforzato con paglia di riso dovrebbe essere dello 0,3%9; Mei ha scoperto che le radici delle piante inibiscono lo sviluppo di ampie crepe nel terreno simulando le radici delle piante con una corda di canapa10; Fu ha scoperto che il rinforzo delle radici del vetiver ha un effetto inibitorio significativo sulle crepe da ritiro secco del terreno espansivo, e maggiore è il contenuto di radici, più forte è l'effetto inibitorio11. La geogriglia e la protezione ecologica dei pendii nell'applicazione del trattamento dei pendii sono stati praticati12 e ricercati13, e trovano applicazione anche nel trattamento e nella riparazione delle frane espansive dei pendii del suolo14,15. Allora in che modo la tecnologia flessibile di rinforzo ecologico formata dalla combinazione di rinforzo della geogriglia e protezione del pendio con vetiver influenzerà lo sviluppo di estese crepe nel terreno? In questo articolo, sei gruppi di modelli di prova (gruppo A: terreno nudo, gruppo B: geogriglia senza backpacking, gruppo C: geogriglia con backpacking, gruppo D: piantumazione di erba di vetiver, gruppo E: piantumazione di erba di vetiver + geogriglia senza backpacking, gruppo F : piantagione di erba di vetiver + geogriglia con zaino in spalla) sono stati fatti crescere per 6 mesi nell'ambiente naturale. Sotto l'azione di un ciclo naturale secco-umido, sono stati analizzati il ​​processo di evoluzione delle cricche e la legge di sviluppo di ciascun modello ed è stato confrontato lo sviluppo delle cricche di ciascun modello. È stato studiato l'effetto inibitorio della struttura integrata formata dal rinforzo trasversale verticale e orizzontale della geogriglia e del sistema radicale del vetiver sullo sviluppo di crepe nel terreno espansivo, che ha fornito una guida tecnica per il trattamento dello sviluppo di crepe nel terreno espansivo e ha ridotto efficacemente il rischio a lungo termine. potenziale danno del suolo espansivo. La ricerca nel campo del trattamento espansivo del suolo si arricchisce per fornire una base teorica per l'applicazione pratica del trattamento espansivo del suolo.