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水土保持用土工织物的开发与应用研究

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1绪论

1.1土工织物的发展及现状

1.1.1土工织物简介

1.1.2国外土工织物的发展及现状

1.1.3国内土工织物的发展及现状

1.2土工织物的分类、功能及应用

1.2.1土工织物的分类

1.2.2土工织物的功能及应用

1.3本论文研究的内容和意义

1.3.1本论文研究的内容

1.3.2本论文研究的意义

2.织物设计及其基本性能测试

2.1织物设计方案

2.2.1原料特点

2.1.2红麻纱线

2.1.3织物规格设计

2.2织物的特征指标测试

2.2.1织物的单位面积质量测试

2.2.2织物的厚度测试

2.3织物拉伸性能的研究

2.3.1拉伸断裂强力的测试方法

2.3.2试验结果与分析

3红麻土工织物的水土保持效应测试

3.1流失机理

3.1.1土壤侵蚀概况

3.1.2土壤侵蚀的本质及影响因素

3.1.3土工织物进行边坡水土保持的原理

3.2模拟降雨条件下覆盖红麻土工织物的水土保持效应

3.2.1模拟降雨

3.2.2模拟降雨条件下坡面的侵蚀实验一

3.2.3模拟降雨条件下坡面的侵蚀实验二

3.2.4模拟降雨条件下坡面的侵蚀实验三

3.3最优织物规格参数的研究

3.3.1正交实验设计及结果

3.3.2实验结果分析

4草本种植试验及织物降解试验

4.1草本种植试验

4.2织物降解试验

4.2.1土埋法测试织物降解性

4.2.2织物降解性覆盖使用测试

5结论与展望

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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摘要

随着新材料、新技术的发展以及工程的需要,土工织物这种用于岩土工程的材料不断有新的品种出现。作为工程应用材料,土工织物具有良好的物理性能、水力学性能和化学性能,因此,已被广泛应用于交通、水利、电力、海港、采矿、海岸提坝、水土保持、环境污染的防治等各项工程领域中。目前,将天然或合成的土工织物覆盖于坡面上用于防止土壤侵蚀、促进植物成活与生长,进行水土保持的研究,在我国刚刚开始,但已经显示出了广阔的应用前景。 本课题的目的是开发与研究机织土工织物,主要用来控制陡坡的土壤侵蚀,同时促进植被在坡面上成活与生长,最终获得长期的水土保持。织物原料选择可自然降解的红麻,在实验方案的设计中,从机织物结构参数中最影响织物性能的参数入手,通过生产和工程实际中广泛应用的正交实验法,综合织物规格参数中的经纬纱细度、织物组织、经纬密度三个因素对产沙量、产流量和拉伸强度这三个指标进行分析,确定设计中最优的规格参数组合,此外,进行了草本种植试验及织物降解试验,得到了一些有用的结论。 首先,本课题的重点是采用人工模拟降雨的方法,定量研究了各种土工织物对坡面侵蚀防治的作用功效,对实验结果加以分析和讨论,研究织物的结构参数对织物力学和坡面水土保持功效的影响及程度。模拟降雨条件下坡面的侵蚀研究表明,土工织物覆盖于土壤表面可以减少雨滴击溅对土壤的分离作用,此外可以减少地表径流,降低径流侵蚀动能。红麻土工织物可以起到吸水、截水,减少径流的作用,在一定程度上提高了土壤对天然降雨的利用率。 其次,草本种植实验结果显示,红麻土工织物能够加快植物的生长速度,提高植物的成活率。说明了红麻织物的覆盖可以有效的改善土壤的微环境,对植物的生长发育都有一定的促进作用。 最后,红麻织物的降解性测试采用土埋和覆盖种草这两种方法。从实验结果可以推测出该织物一般会在铺设的一到两年间发挥作用,一年后织物已部分生物降解,植被基本建立,降解性能够满足使用。降解后对环境无害,并可为植物生长提供养分,有利于植物生长。 本研究是在多学科交叉的基础上展开的,研究涉及纺织材料学、土壤侵蚀学、水土保持学、土壤学、水文学、生态学等学科。通过多学科的交叉,有利于全面客观的认识土工织物的作用,推动纺织、土壤侵蚀与水土保持科学的发展,为水土保持工作提供合理的方法和科学的依据,实现可持续发展。

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