CN116104112A - 一种复合型固废生态护坡制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合型固废生态护坡制作方法，所述制作方法包括以下步骤：选取护坡固废材料，对固废材料进行预处理得到改性固废材料备用，对护坡区域地面进行基础处理，基础处理完成后，在一段时间后获取护坡区域的多源参数，并通过多源参数建立稳定系数，当稳定系数小于稳定阈值时为护坡区域制定加固方案。本发明在对护坡区域地面进行基础处理后，在一段时间后获取护坡区域的多源参数，并通过多源参数建立稳定系数，当稳定系数小于稳定阈值时为护坡区域制定加固方案，从而保障护坡区域的稳定性，有效提高生态护坡的保护功能以及减小水土流失的风险。

Description

一种复合型固废生态护坡制作方法
技术领域
本发明涉及生态护坡技术领域，具体涉及一种复合型固废生态护坡制作方法。
背景技术
生态护坡是一种以生态工程为基础的护坡方式，主要用于防止土壤侵蚀、滑坡和泥石流等自然灾害的发生，生态护坡的主要目的是通过植被的种植和土壤的保持，增强坡面的稳定性，从而减少山坡的崩塌和坍塌，保护人类的生命财产安全；
在中国，生态护坡已经成为一种非常重要的生态工程技术，广泛应用于城市、农村和水土流失严重的山区等地方，通过生态护坡技术的应用，不仅可以保护生态环境，而且能够促进当地的经济发展和社会进步。
现有技术存在以下不足：
在进行生态护坡前，需要对护坡区域进行基础处理，包括地面平整、排水、打桩等工作，现有生态护坡制作中，为了提高对护坡区域的稳定性，通常会对护坡做加固处理，然而，现有技术在生态护坡制作过程中没有对护坡区域的稳定性进行综合评价，若护坡区域本身的稳定性高，继续进行加固不仅无法提高护坡区域稳定性，而且还增加了生态护坡的制作成本；
基于此，本发明提出一种复合型固废生态护坡制作方法，通过评估护坡区域的稳定性后，判断是否需要加固护坡，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合型固废生态护坡制作方法，以解决背景技术中不足。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合型固废生态护坡制作方法，所述制作方法包括以下步骤：
S1：选取护坡固废材料，对固废材料进行预处理得到改性固废材料备用；
S2：对护坡区域地面进行基础处理；
S3：基础处理完成后，在一段时间后获取护坡区域的多源参数，并通过多源参数建立稳定系数；
S4：当稳定系数小于稳定阈值时为护坡区域制定加固方案；
S5：将土壤先填充至护坡体内，再将改性固废材料覆盖在土壤表面形成基础结构后，完成后续生态护坡制作。
在一个优选的实施方式中，步骤S3中，建立稳定系数包括以下步骤：采集护坡区域的土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积、土壤紧密度以及土壤干湿波动值，将土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积、土壤紧密度以及土壤干湿波动值通过公式建立稳定系数，表达式为：式中，为稳定系数，为土壤紧密度，为土壤干湿波动值， 为土壤沉降率，为护坡区域地下空洞面积，分别为土壤紧密度、土壤干湿波动值、土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积的比例系数，且。
在一个优选的实施方式中，获取所述稳定系数后，设定稳定阈值，将稳定系数与稳定阈值进行对比；若稳定系数大于等于稳定阈值，无需进行加固处理；若稳定系数小于稳定阈值，需要对护坡区域进行加固处理。
在一个优选的实施方式中，所述土壤干湿波动值的获取逻辑为：将护坡区域土壤最大含水率标记为，护坡区域土壤最小含水率标记为，在一段时间后，测定土壤的当前含水率，标记为，若 ，则通过表达式：；获取得到土壤干湿波动值，若，则通过表达式：；获取得到土壤干湿波动值。
在一个优选的实施方式中，所述土壤紧密度采用核密度计监测法采集，所述土壤沉降率通过使用全站仪器采集，所述护坡区域地下空洞面积通过地质雷达进行监测采集。
在一个优选的实施方式中，步骤S1中，对固废材料进行预处理得到改性固废材料备用包括以下步骤：
S1.1：对固废材料进行筛分和粉碎处理，得到固废颗粒；
S1.2：将改性剂添加到固废颗粒中搅拌混合得到改性固废颗粒；
S1.3：将改性固废颗粒压制成形得到改性固废材料。
在一个优选的实施方式中，步骤S5中，完成后续生态护坡制作包括：
S5.1：在护坡内部布置垂直排水管道排水；
S5.2：在护坡上种植植物；
S5.3：对建造完成后的护坡进行养护和管理。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
1、本发明在对护坡区域地面进行基础处理后，在一段时间后获取护坡区域的多源参数，并通过多源参数建立稳定系数，当稳定系数小于稳定阈值时为护坡区域制定加固方案，从而保障护坡区域的稳定性，有效提高生态护坡的保护功能以及减小水土流失的风险；
2、本发明在对通过采集护坡区域的土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积、土壤紧密度以及土壤干湿波动值，将土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积、土壤紧密度以及土壤干湿波动值通过公式建立稳定系数，将多源数据进行综合处理，提高了数据的处理效率，并且在稳定系数小于稳定阈值，判断护坡区域的稳定状态差，需要对护坡区域进行加固处理，从而保证了护坡区域的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1所示，本实施例所述一种复合型固废生态护坡制作方法，所述制作方法包括以下步骤：
选取护坡固废材料，对固废材料进行预处理得到改性固废材料备用，对护坡区域地面进行基础处理，基础处理包括地面平整、排水、打桩、压实等，特别是对于较为松散的土地，需要进行加固处理，基础处理完成后，在一段时间后获取护坡区域的多源参数，并通过多源参数建立稳定系数，当稳定系数小于稳定阈值时为护坡区域制定加固方案，将土壤先填充至护坡体内，再将改性固废材料覆盖在土壤表面形成基础结构后，完成后续生态护坡制作。
本申请在对护坡区域地面进行基础处理后，在一段时间后获取护坡区域的多源参数，并通过多源参数建立稳定系数，当稳定系数小于稳定阈值时为护坡区域制定加固方案，从而保障护坡区域的稳定性，有效提高生态护坡的保护功能以及减小水土流失的风险。
完成后续生态护坡制作包括：
（1）在护坡内部布置垂直排水管道，以保证水分的及时排除，避免水土流失和护坡塌方；
（2）在护坡上种植具有适应性强、生长速度快、根系发达的植物，以加强护坡的生态功能，植物的种植要结合护坡的坡度、水分等环境条件，选择适合的植物进行种植；
（3）护坡建造完成后需要进行养护和管理，特别是对于初期生长的植物，需要进行适当的浇水、修剪等措施，以促进其快速生长。
本实施例中，对固废材料进行预处理得到改性固废材料备用包括以下步骤：
（1）固废材料的筛分和粉碎：首先对固废材料进行筛分和粉碎处理，以得到符合要求的固废颗粒；
（2）添加适量的改性剂：将改性剂添加到固废材料中，调整材料的性质和成分，使其具有良好的防水性能和适宜的植物生长条件；改性剂可以采用生物改性剂、无机物质等材料，以保证材料的环保性和可持续性；
（3）搅拌和混合：将固废材料和改性剂充分搅拌和混合，以确保改性剂均匀地分布在固废颗粒中，从而提高材料的性能和效果；
（4）压制成型：将改性后的固废材料压制成形，可以制作成各种形状和尺寸的材料，如复合型固废生态护坡、植被覆盖网等，以实现防水土流失和促进植物生长的效果；
（5）测试和验证：对制作的改性固废材料进行测试和验证，如测量材料的抗拉强度、耐水性和植物生长情况等，以确保改性固废材料的性能和效果符合预期。
本申请将改性固废材料用于生态护坡有以下好处：
防止土壤流失：改性固废材料具有防水性和稳定性，可以有效地防止水土流失和坡面侵蚀，保护土壤资源；
促进植物生长：改性固废材料中添加有机肥料等营养物质，可以为植物提供养分，促进植物生长；同时，固废材料具有良好的透气性和保水性，有利于植物根系的生长；
环保节能：改性固废材料的使用可以减少废弃物的堆放，降低对环境的污染，同时也节约了资源和能源；
经济实用：改性固废材料的成本相对较低，使用寿命长，可多次循环使用，降低了生态护坡的维护成本。
实施例2
上述实施例1中，基础处理完成后，在一段时间后获取护坡区域的多源参数，并通过多源参数建立稳定系数，当稳定系数小于稳定阈值时为护坡区域制定加固方案；
其中：
在一段时间后获取护坡区域的多源参数，并通过多源参数建立稳定系数包括以下步骤：
在护坡区域设置传感设备进行实时监测，为了提高对护坡区域稳定性的监测效果，本申请中在一段时间后获取护坡区域的多源参数，这里的“一段时间”为24h；
采集护坡区域的土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积、土壤紧密度以及土壤干湿波动值，将土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积、土壤紧密度以及土壤干湿波动值通过公式建立稳定系数，表达式为：式中，为稳定系数，为土壤紧密度，为土壤干湿波动值， 为土壤沉降率，为护坡区域地下空洞面积，分别为土壤紧密度、土壤干湿波动值、土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积的比例系数，且。
得到稳定系数后，设定稳定阈值，将稳定系数与稳定阈值进行对比；若稳定系数大于等于稳定阈值，判断护坡区域的稳定状态好，无需进行加固处理；
若稳定系数小于稳定阈值，判断护坡区域的稳定状态差，需要对护坡区域进行加固处理。
本申请通过采集护坡区域的土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积、土壤紧密度以及土壤干湿波动值，将土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积、土壤紧密度以及土壤干湿波动值通过公式建立稳定系数，将多源数据进行综合处理，提高了数据的处理效率，并且在稳定系数小于稳定阈值，判断护坡区域的稳定状态差，需要对护坡区域进行加固处理，从而保证了护坡区域的稳定性。
其中，对护坡区域进行加固处理的方案包括但不限于：
（1）植被加固：在护坡表面种植适宜的植物，利用植物根系增强土壤的结构和稳定性，这种方法比较环保，适用于较小的护坡；
（2）土工合成材料加固：通过铺设土工合成材料（如土工布、土工网、土工格栅等）或者采用土工合成材料加筋土的方法，增加土体的抗剪强度、增加土体的抗滑性能等，从而达到加固效果；
（3）砌体加固：采用砖块、混凝土、石块等材料进行砌筑，形成坚固的结构，这种方法适用于大型护坡或者需要抵御较大的水流和波浪冲击的场合；
（4）钢筋混凝土加固：通过钢筋混凝土结构的加固，可以增加护坡的承载能力和稳定性，这种方法适用于需要抵御强冲击力的场合；
（5）土体加固：通过加固土体本身的力学性能，如增加土体的强度、改善土体的稳定性等，可以达到加固效果。
以上加固方法可以单独使用，也可以结合使用，具体选择哪种加固方式需要根据实际情况进行分析和判断，同时，在加固处理时还需要考虑材料的可持续性和环保性等问题，以免对环境造成不良影响。
本申请由于在加固护坡区域后，需要将土壤先填充至护坡体内，再将改性固废材料覆盖在土壤表面形成基础结构，因此优选土工合成材料与钢筋混凝土组合加固，在护坡区域稳定性差时，先通过钢筋混凝土加固护坡地面，然后在钢筋混凝土面上铺设土工合成材料（如土工布、土工网、土工格栅等），便于后续生态护坡制作，具体的，也可以选择其他组合方案，在此不一一列举。
由于土壤的湿度过大或者过小均会对护坡区域的稳定性带来影响，当土壤含水率过高时，土壤内部的颗粒之间的黏性减小，土壤中的空隙增加，易发生坡面流失和坡脚冲刷，导致土壤流失，土壤含水率过高时，土壤的黏性减小，降低了土壤内部颗粒之间的摩擦力，从而导致坡体滑移；
当当土壤含水率过低时，土壤中的水分蒸发，土壤颗粒之间的结合力减弱，导致土壤出现干裂，使土壤的稳定性降低；当土壤含水率过低时，土壤颗粒之间的黏性降低，容易出现坡面松散，导致坡面坍塌，进而影响到整个护坡的稳定性。
因此土壤干湿波动值的获取逻辑为：在保证护坡稳定性的前提下，将护坡区域土壤最大含水率标记为，护坡区域土壤最小含水率标记为,土壤含水率在区间内，护坡为稳定状态，在一段时间后（本申请为24h），测定土壤的当前含水率，标记为,若 ，则通过表达式：；获取得到土壤干湿波动值，若，则通过表达式：；获取得到土壤干湿波动值。
土壤紧密度采用核密度计监测法，核密度计是一种可以快速测量土壤紧密度的仪器，该仪器通过测量通过土壤的射线数目和强度，来计算土壤的紧密度。
土壤沉降率通过使用全站仪器，将不同时间的测量结果进行比较，来计算土壤沉降率，该方法在监测区域内设置一定数量的测点，并且需要定期进行测量，全站仪可以快速测量并记录多个测点的高程，可以节约测量时间。
护坡区域地下空洞面积通过地质雷达进行监测采集，地质雷达是一种非侵入性地质探测仪器，可以通过向地下发射高频电磁波并记录反射回来的信号来确定地下物体的位置、大小和形状等信息，在监测护坡区域地下空洞时，地质雷达可以探测到地下的空隙和缝隙等信息，并通过计算和分析来确定地下空洞的面积和深度等参数，除了地质雷达，还可以使用其他地质勘探工具和技术，如地震勘探、重力勘探、电磁法勘探等来监测护坡区域地下空洞。
实施例3
上述实施例1中，生态护坡制作完成后进行评估包括以下步骤：
（1）评估护坡的稳定性和耐久性，包括抗冲击能力、承载能力、抗滑移能力等指标，可以通过现场观察、监测数据等方式进行评估；
（2）评估生态护坡对周围环境的影响，包括植被覆盖率、土壤保水性能、防风固沙能力等指标，可以通过野外调查、遥感影像分析等方式进行评估；
（3）评估生态护坡的经济效益，包括制作成本、维护费用、延长使用寿命等指标，可以通过成本收益分析等方式进行评估；
（4）评估生态护坡的社会效益，包括美化环境、保护生态、防止灾害等指标，可以通过社会满意度调查等方式进行评估。
其中：
评估生态护坡的稳定性具体包括：
（1）现场勘察：通过实地观察护坡周围地形、地貌、水文环境等情况，对护坡稳定性进行初步评估。
（2）土壤取样分析：通过对护坡周围土壤取样并进行分析，评估土壤的力学性质和水文特性，以及含水率、密度等参数，为后续评估提供依据。
（3）数值模拟分析：采用有限元方法对护坡进行数值模拟，模拟护坡在不同情况下的应力和变形情况，评估护坡稳定性。
（4）监测技术：通过在护坡上安装位移计、压力计、应变计等传感器进行实时监测，得到护坡在不同条件下的应力、变形等数据，评估护坡的稳定性。
若生态护坡的稳定性较差，需要进行对生态护坡进行优化，包括：加固护坡的基础，采用更加稳定的基础材料，以增加护坡的稳定性，选用适合生长环境的植被，合理配置植被的种类、密度和分布，以增强护坡的抗冲击能力。
生态环境效应的具体评估包括：
（1）确定评估指标：包括生态系统服务类型、生态系统服务供给和需求、生态系统服务价值等指标。
（2）收集数据：通过实地考察、文献资料和统计数据等方式收集相关数据，如生态系统的物种组成、数量和分布、土壤、水源和空气质量等数据。
（3）评估生态系统服务：对采集到的数据进行分析，综合考虑生态系统服务类型、供需关系和价值等指标，对生态系统服务进行评估。
（4）分析影响因素：对影响生态系统服务的因素进行分析，包括人类活动、气候变化、自然灾害等因素。
（5）提出优化方案：基于生态系统服务评估结果和影响因素分析，提出优化方案，包括改善生态环境、保护生态系统、推进生态修复等方面。
经济效益的具体评估包括：
（1）投入产出比：计算生态护坡项目的总成本和总收益，比较两者的比率，以判断项目的经济效益。
（2）成本效益分析：对生态护坡项目的各项成本进行详细分析，包括直接成本和间接成本，以确定项目的总成本。
（3）收益分析：对生态护坡项目的各项收益进行详细分析，包括直接收益和间接收益，以确定项目的总收益。
（4）现金流分析：根据生态护坡项目的投资规模、收益周期、资金流入和流出情况等因素，对项目的现金流进行详细分析，以评估项目的投资回报情况。
（5）敏感性分析：通过对生态护坡项目的各项因素进行敏感性分析，包括成本、收益、投资回报率等，以判断项目的风险性和可行性。
社会效益的具体评估方法包括：
（1）社会满意度调查：通过问卷调查等方式，了解公众对生态护坡的认知和满意度，从而评估其社会效益；
（2）环境质量监测：通过监测护坡周边的环境质量，如空气质量、水质等，评估生态护坡对周边环境的改善效果；
（3）自然资源保护评估：评估生态护坡对土地资源、水资源等自然资源的保护效益，如减少土壤侵蚀、水土流失等；
（4）旅游业发展评估：评估生态护坡对周边旅游业的带动作用，如增加旅游收入、提高旅游质量等。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A,B可以是单数或者复数。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系，但也可能表示的是一种“和/或”的关系，具体可参考前后文进行理解。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种复合型固废生态护坡制作方法，其特征在于：所述制作方法包括以下步骤：
S1：选取护坡固废材料，对固废材料进行预处理得到改性固废材料备用；
S2：对护坡区域地面进行基础处理；
S3：基础处理完成后，在一段时间后获取护坡区域的多源参数，并通过多源参数建立稳定系数；
S4：依据稳定系数与稳定阈值的对比结果判断是否需要加固护坡区域；
S5：在护坡区域完成加固或不加固步骤后，将土壤先填充至护坡体内，再将改性固废材料覆盖在土壤表面形成基础结构，并完成后续生态护坡制作。
2.根据权利要求1所述的一种复合型固废生态护坡制作方法，其特征在于：步骤S3中，建立稳定系数包括以下步骤：采集护坡区域的土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积、土壤紧密度以及土壤干湿波动值，将土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积、土壤紧密度以及土壤干湿波动值通过公式建立稳定系数，表达式为：式中，为稳定系数，为土壤紧密度，为土壤干湿波动值， 为土壤沉降率，为护坡区域地下空洞面积，分别为土壤紧密度、土壤干湿波动值、土壤沉降率、护坡区域地下空洞面积的比例系数，且。
3.根据权利要求2所述的一种复合型固废生态护坡制作方法，其特征在于：获取所述稳定系数后，设定稳定阈值，将稳定系数与稳定阈值进行对比；若稳定系数大于等于稳定阈值，无需进行加固处理；若稳定系数小于稳定阈值，需要对护坡区域进行加固处理。
4.根据权利要求3所述的一种复合型固废生态护坡制作方法，其特征在于：所述土壤干湿波动值的获取逻辑为：将护坡区域土壤最大含水率标记为，护坡区域土壤最小含水率标记为，在一段时间后，测定土壤的当前含水率，标记为，若，则通过表达式：；获取得到土壤干湿波动值，若，则通过表达式：；获取得到土壤干湿波动值。
5.根据权利要求4所述的一种复合型固废生态护坡制作方法，其特征在于：所述土壤紧密度采用核密度计监测法采集，所述土壤沉降率通过使用全站仪器采集，所述护坡区域地下空洞面积通过地质雷达进行监测采集。
6.根据权利要求1所述的一种复合型固废生态护坡制作方法，其特征在于：步骤S1中，对固废材料进行预处理得到改性固废材料备用包括以下步骤：
S1.1：对固废材料进行筛分和粉碎处理，得到固废颗粒；
S1.2：将改性剂添加到固废颗粒中搅拌混合得到改性固废颗粒；
S1.3：将改性固废颗粒压制成形得到改性固废材料。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种复合型固废生态护坡制作方法，其特征在于：步骤S5中，完成后续生态护坡制作包括：
S5.1：在护坡内部布置垂直排水管道排水；
S5.2：在护坡上种植植物；
S5.3：对建造完成后的护坡进行养护和管理。
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