植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡结构及护坡方法技术

本发明专利技术公开了一种植物脲酶‑秸秆‑种植相结合的生态护坡结构及护坡方法，该生态护坡结构包括沿边坡坡面自坡底向上铺设的多级边坡加固结构，每级边坡加固结构为植物脲酶加固液处理过的中间夹有秸秆层的双层填土层；边坡表面种植有植物。该护坡方法步骤如下：根据填土要求回填第一层填土，在其上表面铺设1～3mm厚的秸秆，再在秸秆层上回填2～5cm厚的填土，然后按照30～50L/m

【技术实现步骤摘要】
植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡结构及护坡方法
本专利技术涉及一种护坡结构和护坡方法，特别涉及一种植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡结构及护坡方法，属于土木工程

技术介绍
随着我国经济的发展，越来越多的公路，铁路等基础建设需要穿越复杂的地形地貌，在此过程中会面临大量的工程问题需要解决。然而边坡的滑坡和崩塌问题也是其中的关键问题之一。为了避免或降低边坡滑坡和崩塌等地质灾害对人民生命财产的危害及对工程建设的影响，边坡的加固处理越来越多的受到人们的重视。目前，边坡的加固技术主要有：预制块铺砌防护、抗滑桩、拱式网格防护等。其中，预制块铺砌防护的成本造价高，施工复杂难操作；抗滑桩设计过程较为复杂，影响因素很多，且成本高，施工复杂；拱式网格防护施工较繁琐，劳动强度大，对坡面要求严格，拱内必须进行其他工程防护，否则易被雨水冲蚀。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有边坡加固技术存在成本高、施工复杂、对坡面要求严格等问题，本专利技术提供一种植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡结构，并提供一种基于该护坡结构的护坡方法。技术方案：本专利技术所述的植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡结构，包括沿边坡坡面自坡底向上铺设的多级边坡加固结构，每级边坡加固结构包括由含植物脲酶的加固液处理过的三层式结构，该三层式结构自下而上分别为第一填土层、秸秆层和第二填土层，含植物脲酶的加固液渗透第二填土层、秸秆层、直至第一填土层中；且边坡表面种植有植物。其中，含植物脲酶的加固液由豆粉、处理粉和水配制而成，其中，豆粉与处理粉的质量比为1:1～1:2，处理粉与水的质量比为1:10～1:20；处理粉包括摩尔比为2:1～1:2的尿素和钙盐。钙盐为可溶性钙盐，可选自硝酸钙、氯化钙、醋酸钙中的一种或几种。优选的，每级边坡加固结构中，第一填土层的厚度为设计回填高度，且其中被含植物脲酶的加固液处理过的填土厚度为2～5cm；秸秆层的厚度为1～3mm，第二填土层的厚度为2～5cm。较优的，边坡加固结构由含植物脲酶的加固液处理至少一次得到，含植物脲酶的加固液单次处理用量为30～50L/m2。更优的，边坡表面覆盖有固土层，该固土层由含植物脲酶加固液处理边坡表面至少一次得到。处理边坡表面时，含植物脲酶的加固液单次处理用量优选为30～50L/m2。本专利技术所述的一种植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡方法，包括如下步骤：1)根据填土要求回填第一层填土、得到第一填土层，在其表面铺设秸秆，再在秸秆层上回填填土、得到第二填土层，对由第一填土层、秸秆层及第二填土层构成的三层式结构采用含植物脲酶的加固液处理，含植物脲酶的加固液渗透第二填土层、秸秆层、直至第一填土层中，得到第一级边坡加固结构；2)重复步骤1)，沿边坡坡面继续回填、构建多级边坡加固结构；3)待边坡回填高度满足边坡固定要求后，在边坡表面种植植物种子；4)植物种植结束后，将整个边坡表面采用含植物脲酶的加固液处理。其中，含植物脲酶的加固液由豆粉、处理粉和水配制而成，处理粉包括摩尔比为2:1～1:2的尿素和钙盐；其中，所述豆粉与处理粉的质量比为1:1～1:2，处理粉与水的质量比为1:10～1:20。较优的，步骤1)中，可通过在第二层填土表面喷洒含植物脲酶的加固液的方式处理三层式结构，含植物脲酶的加固液渗透第二层填土、秸秆层、直至第一层填土中。采进一步的，采用含植物脲酶的加固液处理三层式结构或处理整个边坡表面时，处理次数为至少一次，且含植物脲酶的加固液单次处理用量优选为30～50L/m2。上述每级边坡加固结构中，第一层填土的厚度为设计回填高度，且其中被含植物脲酶的加固液处理过的填土厚度为2～5cm。秸秆层的厚度为优选为1～3mm，第二层填土的厚度优选为2～5cm。专利技术原理：在两层边坡回填土中铺设秸秆，通过秸秆加筋，增强边坡强度；同时，采用植物脲酶加固液处理边坡回填土及边坡表面，利用尿素水解反应产生的碳酸根与反应过程中pH的上升促进方解石的结晶，一方面胶结边坡回填土，使边坡加固结构具有很高的强度和很强的胶结力，有效增强边坡强度，另一方面，使筋材与回填土有效胶结形成整体结构，提高加固结构整体性，从而更有利于提高边坡强度，另外，还可有效避免边坡表面风蚀，使边坡表面土体的渗透系数降低，保水性能提高，使得植被具有利于生长的环境。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：(1)本专利技术采用的植物脲酶加固结合秸秆加筋和植物种植的生态护坡技术是一种纯天然的边坡加固技术，通过自然界中普遍存在的生物过程，有效增强边坡强度、提高边坡稳定性；(2)该生态护坡技术整个过程中所用材料直接取之自然用之于自然，且对植物秸秆起到了变废为宝的作用，相比于传统边坡加固方法具有显著的经济优势，而且环保无公害，工程质量易于控制，既符合边坡加固工程的需求又满足生态护坡的理念；(3)本专利技术的生态护坡方法施工简便便捷，可操作性强，处理周期短且耐久性好。附图说明图1为本专利技术的植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡结构的示意图；图2为图1中单级边坡加固结构示意图。图3为处理与未处理试样力学性能对比图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。如图1，本专利技术的植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡结构，包括沿边坡1坡面自坡底向上铺设的多级边坡加固结构2。如图2，每级边坡加固结构2为由含植物脲酶的加固液处理过的三层式结构，该三层式结构自下而上依次为第一填土层21、秸秆层22以及第二填土层23，含植物脲酶的加固液渗透第二填土层23、秸秆层22、直至第一填土层21中，图2中在三层式结构中的方形框区域即为含植物脲酶的加固液处理过的区域。其中，第一填土层21的厚度为设计回填高度，其中上部填土被含植物脲酶的加固液处理过，处理过的填土部分厚度一般为2～5cm；第二填土层23的厚度为2～5cm，该层全部被含植物脲酶的加固液处理过；秸秆层22为薄薄一层，厚度一般为1～3mm，该层也全部被由含植物脲酶的加固液处理过；秸秆一般选用干燥且碾压后的植物秸秆，如小麦秸秆、大豆秸秆、水稻秸秆等。植物脲酶采用富含脲酶的大豆提取，可以采用优质干燥的黄豆破碎磨成豆粉，再将豆粉与处理粉和水按比例配制，制得含植物脲酶的加固液。处理粉的成分为尿素和钙盐，两者的摩尔比为2:1～1:2；钙盐一般为可溶性钙盐，可选自硝酸钙、氯化钙、醋酸钙中的一种或几种。配制含植物脲酶的加固液时，豆粉与处理粉的质量比为1:1～1:2，处理粉与水的质量比为1:10～1:20。采用含植物脲酶的加固液处理边坡回填土的方法一般是喷洒处理，采用含植物脲酶的加固液处理边坡加固结构中的三层式结构时，处理次数为至少一次，处理单次用量为30～50L/m2，处理量控制在该范围内可以获得较好的效果，而且节省时间和成本。可以通过调节含植物脲酶的加固液的喷洒次数来满足不同的边坡加固要求。当需要多次喷洒时，相邻处理次数之间间隔1-3h，以便尿素水解作用充分进行，可以节约处理成本，且能改善生成物结晶形态，加强加固效果。间隔时间如果太短会增加材料成本，间隔时间太长会增加施工的时间成本和人工成本，在此时间范围内可以在降低成本的同时获得较好效果。边坡加固结构2的铺设高度根据具体的边坡加固要求确定。边坡1表面还种植有植物4，此处所说的边坡表面包括铺设有边坡加固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物脲酶‑秸秆‑种植相结合的生态护坡结构，其特征在于，包括沿边坡坡面自坡底向上铺设的多级边坡加固结构，每级边坡加固结构包括由含植物脲酶的加固液处理过的三层式结构，该三层式结构自下而上分别为第一填土层、秸秆层和第二填土层，所述含植物脲酶的加固液渗透第二填土层、秸秆层、直至第一填土层中；所述边坡表面种植有植物。

【技术特征摘要】
1.一种植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡结构，其特征在于，包括沿边坡坡面自坡底向上铺设的多级边坡加固结构，每级边坡加固结构包括由含植物脲酶的加固液处理过的三层式结构，该三层式结构自下而上分别为第一填土层、秸秆层和第二填土层，所述含植物脲酶的加固液渗透第二填土层、秸秆层、直至第一填土层中；所述边坡表面种植有植物。2.根据权利要求1所述的植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡结构，其特征在于，所述含植物脲酶的加固液由豆粉、处理粉和水配制而成，其中，豆粉与处理粉的质量比为1:1～1:2，处理粉与水的质量比为1:10～1:20；所述处理粉包括摩尔比为2:1～1:2的尿素和钙盐。3.根据权利要求2所述的植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡结构，其特征在于，所述边坡加固结构中，第一填土层的厚度为设计回填高度，且其中被含植物脲酶的加固液处理过的填土厚度为2～5cm；秸秆层的厚度为1～3mm，第二填土层的厚度为2～5cm。4.根据权利要求1所述的植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡结构，其特征在于，所述边坡加固结构由含植物脲酶的加固液处理至少一次得到，含植物脲酶的加固液单次处理用量为30～50L/m2。5.根据权利要求1所述的的植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡结构，其特征在于，所述边坡表面覆盖有固土层，该固土层由含植物脲酶的加固液处理边坡表面至少一次得到，且含植物脲酶的加固液单次处理用量为30～50L/m2。6.一种植物脲酶-秸秆-种植相结合的生态护坡方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉峰，杭磊，何稼，刘阳，亓永帅，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32