岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (6): 2028-2040.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0697CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0697

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

土工合成材料加筋边坡抗水力冲刷特性研究

李玉涛1, 2，周汉1，李丽华1，李泽升1，刘瑛1，李林林1   

  1. 1. 湖北工业大学 土木建筑与环境学院 河湖健康智慧感知与生态修复教育部重点实验室，湖北 武汉 430068； 2. 浙江省交通运输科学研究院 浙江省道桥检测与养护技术重点实验室，浙江 杭州 310023
  • 收稿日期:2025-07-04 接受日期:2025-09-16 出版日期:2026-06-11 发布日期:2026-06-06
  • 通讯作者: 李丽华，女，1980年生，博士，教授，主要从事加筋土、环境岩土等方面的教学与研究工作。E-mail: researchmailbox@163.com
  • 作者简介:李玉涛，男，1994年生，博士，讲师，主要从事环境岩土、地下工程等方面的教学与研究工作。E-mail: liyutaomail@163.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划政府间重点专项（No.2025YFE0123000）；湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队项目（No.T2023006）；国家自然科学基金（No.52278347，No.42407265）；湖北省基金创新群体项目（No.2024AFA009）；浙江省道桥检测与养护技术研究重点实验室开放课题项目（No.202401Z）。

Hydraulic scouring resistance characteristics of geosynthetics reinforced slopes

LI Yu-tao1, 2, ZHOU Han1, LI Li-hua1, LI Ze-sheng1, LIU Ying1, LI Lin-lin1   

  1. 1. Key Laboratory of Intelligent Health Perception and Ecological Restoration of Rivers and Lakes, Ministry of Education, School of Civil Engineering, Architecture and Environment, Hubei University of Technology, Wuhan, Hubei 430068, China; 2. Key Laboratory of Road and Bridge Detection and Maintenance Technology of Zhejiang Province, Zhejiang Institute of Transportation Science and Research, Hangzhou, Zhejiang 310023, China
  • Received:2025-07-04 Accepted:2025-09-16 Online:2026-06-11 Published:2026-06-06
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key Research and Development Program of China—Key Intergovernmental Cooperation Special Projects (2025YFE0123000), the Outstanding Young and Middle-aged Scientific and Technological Innovation Team Project of Higher Education Institutions in Hubei Province (T2023006), the National Natural Science Foundation of China (52278347, 42407265), the Natural Science Fund for Creative Groups of Hubei Province (2024AFA009) and the Open Fund of Key Laboratory of Road and Bridge Detection and Maintenance Technology of Zhejiang Province (202401Z).

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摘要： 降雨诱发的水力冲刷作用是导致边坡失稳与破坏的重要因素。为揭示不同土工合成材料加筋方式对边坡水力冲刷特性的影响机制，开展室内边坡水力冲刷模型试验，对比研究未加筋（J1）、土工布加筋（J2）、土工布−土工格栅复合加筋（J3）、土工布−土工格室复合加筋（J4）4种工况下边坡的水力特征。结果表明：加筋材料改善了边坡水力响应特征，降低了整体含水率，增强了边坡稳定性和排水性能；土工合成材料加筋能减少孔隙水压力的累积速度和稳定值，并显著降低边坡土压力、沉降量和土体流失量，其中J4工况的效果最为显著，J3工况次之，J2工况较弱；复合加筋体系有助于提升边坡的抗冲刷性能，J4工况在水力冲刷试验中展现出最优的防护效果。该研究成果可为土工合成材料加筋方式的选取及边坡抗水力侵蚀机制的研究提供参考依据。

关键词: 水力冲刷, 土工合成材料, 加筋边坡, 模型试验, 边坡破坏特性

Abstract: Rainfall-induced hydraulic scouring induced by rainfall is a significant factor contributing to slope instability and failure. To elucidate the impact mechanisms of various geosynthetic reinforcement methods on the hydraulic stability of slopes, laboratory slope hydraulic scour model tests were conducted. Comparative studies were performed on four slope configurations: unreinforced (J1), geotextile reinforced (J2), geotextile and geogrid composite reinforced (J3), and geotextile and geocell composite reinforced (J4). The results indicate that reinforcement materials improve slope hydraulic response characteristics, reduce overall moisture content, and enhance slope stability and drainage performance. Geosynthetic reinforcement reduces both the rate of accumulation and the stabilized value of pore water pressure, significantly diminishing slope earth pressure, settlement, and soil loss. Among the variants, J4 demonstrated the most pronounced effect, followed by J3, while J2 showed relatively weaker performance. Composite reinforcement system enhances slope resistance to erosion, with J4 delivering optimal protective effect in hydraulic erosion tests. The findings offer a reference for selecting geosynthetic reinforcement methods and for studying the mechanisms of slope resistance to hydraulic erosion.

Key words: hydraulic scouring, geosynthetics, reinforced slope, model test, slope failure characteristics

中图分类号: TU411
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