Influence de la méthode de renforcement sur les paramètres caractéristiques des fissures de l'étude expérimentale des sols expansifs

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 6433 (2023) Citer cet article

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La pente du sol expansif est principalement caractérisée par le déclin de l’intégrité de la pente provoqué par la fissuration peu profonde du sol expansif et la destruction de la structure interne du sol, ce qui affecte sérieusement la stabilité globale de la pente du sol expansif. Pour étudier l'effet de la combinaison du renforcement des géogrilles et de la végétation des pentes sur l'inhibition du développement de fissures expansive du sol, six groupes de modèles d'essai ont été réalisés. Le cycle naturel sec-humide a été simulé et l’image de la fissure a été binarisée à l’aide d’une technologie de traitement d’image. Les paramètres caractéristiques des fissures tels que le taux de fissures, la largeur des fissures et la longueur des fissures ont été extraits, et l'effet de diverses méthodes de renforcement sur l'inhibition du développement des fissures a été évalué de manière approfondie. La situation de base du développement des indices de fissure dans chaque groupe avec le développement de plusieurs cycles sec-humide a été obtenue, et les changements de fluctuation des indices de fissure à différentes étapes étaient différents selon les différentes méthodes de renforcement et cycles sec-humide. En même temps, l'influence de différentes méthodes de renforcement sur le développement de fissures dans un sol expansif est obtenue. On considère que la plantation de vétiver + géogrille a un bon effet sur l'inhibition du développement de fissures dans un sol expansif.

Le sol expansif est une sorte d’argile hautement plastique qui est sensible au changement d’humidité environnementale et présente de multiples fissures, une forte dilatation et une atténuation de résistance1. Dans des cycles secs-humides, la déformation répétée par expansion et contraction d’un sol expansif entraînera la formation de fissures et le développement progressif de grilles de fissures aléatoires2. Si un sol expansif est généré par un grand nombre de fissures, cela facilite non seulement la pénétration de l’eau de pluie, mais réduit également la résistance et la stabilité du sol, qui est sujet aux catastrophes géologiques techniques. Par conséquent, il est d’importance sociale et pratique d’étudier le traitement visant à inhiber le développement de fissures expansives dans les sols et de réduire efficacement les dommages potentiels à long terme des sols expansifs.

Afin de réduire l’apparition de catastrophes de grande ampleur sur les pentes du sol, le renforcement des géogrilles, une technologie de « gonflement doux », est largement utilisé en ingénierie. De plus, son efficacité technique, économique et environnementale a été prouvée et vérifiée par un grand nombre de pratiques3,4,5,6,7,8. Les recherches sur ce bloc se concentrent principalement sur la mécanique, alors que les recherches sur les fissures sont rarement trouvées, il est donc nécessaire de les étudier. Ces dernières années, avec l'importance croissante accordée à l'environnement écologique en Chine, les méthodes traditionnelles de protection des pentes ont progressivement échoué à répondre aux besoins actuels, de sorte que la technologie de protection écologique des pentes deviendra un moyen inévitable de gouvernance de la protection des pentes.

Il existe peu d’études sur l’inhibition des fissures dans les sols expansifs dans la végétation des pentes. En termes d'inhibition des racines des plantes sur les fissures expansives du sol, Wang a étudié l'influence du taux de renforcement de la paille de riz sur les performances de fissuration du sol et a constaté que le taux de renforcement des limites de la fissuration du sol renforcé par la paille de riz devrait être de 0,3 %9 ; Mei a découvert que les racines des plantes inhibaient le développement de fissures expansives dans le sol en simulant les racines des plantes avec une corde de chanvre10 ; Fu a découvert que le renforcement des racines de vétiver a un effet inhibiteur significatif sur les fissures de retrait sec des sols expansifs, et que plus la teneur en racines est élevée, plus l'effet inhibiteur est fort11. Les géogrilles et la protection écologique des pentes dans l'application du traitement des pentes ont été pratiquées12 et font l'objet de recherches13, et elles ont également des applications dans le traitement et la réparation des glissements de terrain à grande échelle14,15. Alors, comment la technologie de renforcement écologique flexible formée par la combinaison du renforcement par géogrille et de la protection des pentes par vétiver affectera-t-elle le développement de fissures expansives du sol ? Dans cet article, six groupes de modèles de test (groupe A : sol nu, groupe B : géogrille sans randonnée, groupe C : géogrille avec randonnée, groupe D : plantation de vétiver, groupe E : plantation de vétiver + géogrille sans randonnée, groupe F : plantation de vétiver + géogrille avec randonnée) ont été amenés à pousser pendant 6 mois en milieu naturel. Sous l’action d’un cycle naturel sec-humide, le processus d’évolution des fissures et la loi de développement de chaque modèle ont été analysés et le développement des fissures de chaque modèle a été comparé. L'effet inhibiteur de la structure intégrée formée par le renforcement transversal vertical et horizontal de la géogrille et du système racinaire de vétiver sur le développement de fissures dans un sol expansif a été étudié, ce qui a fourni des conseils techniques pour le traitement du développement de fissures dans un sol expansif et a réduit efficacement les effets à long terme. dommage potentiel d’un sol expansif. La recherche dans le domaine du traitement expansif des sols s’enrichit pour fournir une base théorique pour l’application pratique du traitement expansif des sols.