楊 釗，王曉梅，周云艷

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北 武漢 430074;2.凱里學(xué)院建筑工程學(xué)院，貴州 凱里 556011)

目前，植被護(hù)坡技術(shù)在邊坡的防護(hù)和治理方面取得了顯著的成效，采用植被護(hù)坡既能保持水土，也能修復(fù)邊坡生態(tài)環(huán)境，因此在大量基礎(chǔ)工程建設(shè)中被廣泛使用。針對(duì)巖質(zhì)邊坡坡度大、植被生存難等問題，許文年等[1]提出了植被混凝土技術(shù)，該技術(shù)將水泥與保水劑、種植土、肥料等按比例混合的基材連同植物種子噴射到邊坡上，隨著植物生長(zhǎng)達(dá)到固土護(hù)坡的目的。水泥含量越高，植被混凝土基材的力學(xué)性能越好，但是水泥含量較大時(shí)會(huì)導(dǎo)致植被混凝土基材的滲透性變差、pH升高，不利于植被的生態(tài)發(fā)展[2]，常存在植物生長(zhǎng)不穩(wěn)定、長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)效果不明顯等缺點(diǎn)[3]。因此，探究在不增加水泥含量的情況下，利用有機(jī)改良劑，改善植被混凝土基材的力學(xué)和植生性能，對(duì)植被混凝土技術(shù)的工程應(yīng)用具有重要的意義。

針對(duì)植被混凝土生態(tài)護(hù)坡基材的力學(xué)強(qiáng)度與植物生長(zhǎng)性能問題，夏振堯等[4]通過無側(cè)限抗壓試驗(yàn)研究了植被混凝土生態(tài)護(hù)坡基材的初期強(qiáng)度特性，結(jié)果表明植被混凝土生態(tài)護(hù)坡基材的初期強(qiáng)度隨水泥摻量的增加而增大，但水泥摻量較大時(shí)植物的生長(zhǎng)性能變差；Chen等[5]通過植生試驗(yàn)探究了水泥含量對(duì)3種草本植物生長(zhǎng)性能的影響，結(jié)果表明當(dāng)水泥含量為8%時(shí)，3種植物均能夠正常生長(zhǎng)，且隨水泥摻量的增加植物生長(zhǎng)性能逐漸變差；肖衡林等[6]通過正交試驗(yàn)研究了水泥泥炭與纖維基干噴生態(tài)護(hù)坡基材配方的優(yōu)化，結(jié)果表明當(dāng)水泥對(duì)植物生長(zhǎng)性能的抑制作用最大。如何在保持水泥含量8%不變、保證植物正常生長(zhǎng)的前提下，對(duì)植被混凝土基材進(jìn)行改良，以提高其力學(xué)性能是亟待解決的問題。羧甲基纖維素鈉(CMC)等高分子有機(jī)材料易溶于水，溶解后會(huì)形成透明的黏稠溶液[7]，在土壤改良方面已取得了一定的成效。董金梅等[8]、裴向軍等[9]的研究表明，隨著CMC濃度的增加，改良土壤的保水性增強(qiáng)、滲透性降低、抗剪強(qiáng)度得到了一定的提升；陸紹娟等[10]、Diacono等[11]研究表明,與CMC相似性能的高分子有機(jī)材料能改善改良土壤的物理性狀，增強(qiáng)其水穩(wěn)定性能、保水性，提高作物產(chǎn)量；吳軍虎等[12]的研究表明，CMC能提高改良土壤的水穩(wěn)定性能，增強(qiáng)土壤顆粒的團(tuán)聚穩(wěn)定性；楊晴雯等[13]采用CMC改良粉砂土，結(jié)果表明CMC能夠有效增強(qiáng)粉砂土的力學(xué)性能，提高其抗沖刷性；王芮芮等[14]的研究也表明，改性材料的加入能顯著提高黃土的抗水蝕與力學(xué)性能。另外，也有研究表明，植被混凝土基材中加入一定含量的纖維，能夠增大基材的強(qiáng)度與孔隙率，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。潘波等[15]探究了棕纖維和玄武巖纖維對(duì)植被混凝土基材力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明適量的纖維摻量能有效提高基材的強(qiáng)度。

綜上所述可知:植被混凝土基材中水泥含量與力學(xué)性能呈正相關(guān)，與植物的生長(zhǎng)性能呈負(fù)相關(guān)，水泥含量8%時(shí)植被混凝土基材的力學(xué)與植生性能協(xié)調(diào)性較好;CMC不僅能增強(qiáng)土壤的抗侵蝕性能，還能提高作物的產(chǎn)量;植物纖維能增大植被混凝土基材的孔隙率，改善其滲透性差等缺點(diǎn)，并促進(jìn)植物生長(zhǎng)。因此，本文選用CMC和麥秸稈纖維作為植被混凝土基材的改良劑，即在維持水泥含量8%的基礎(chǔ)上，對(duì)不同摻量的CMC、麥秸稈纖維植被混凝土基材進(jìn)行了直剪試驗(yàn)和黑麥草植生試驗(yàn)研究，分析不同摻量改良劑對(duì)植被混凝土基材直剪力學(xué)性能與黑麥草生長(zhǎng)性能的影響規(guī)律。

1 試驗(yàn)材料與方案

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為改性植被混凝土基材(以下簡(jiǎn)稱基材)，由羧甲基纖維素鈉(CMC)、麥秸稈纖維、水泥、土壤等材料組成。其中，CMC為白色粉末狀，具有吸濕性、無毒性，溶于水后呈透明膠狀液體；水泥為P.C32.5復(fù)合硅酸鹽水泥；纖維采用剪成長(zhǎng)3 cm左右的麥秸稈；黑麥草抗病能力強(qiáng)、生長(zhǎng)速度快、耐寒性好，根據(jù)試驗(yàn)季節(jié)要求選用黑麥草進(jìn)行植生試驗(yàn)；土壤取自中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)南望山腳下，將土壤進(jìn)行晾曬風(fēng)干、除去雜物、碾碎處理后，過2.5 mm孔徑的篩，并測(cè)定其含水率，得到土壤的基本物理性能指標(biāo)，見表1。

表1 土壤的基本物理性能指標(biāo)

1.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)分別考慮麥秸稈纖維(以下簡(jiǎn)稱纖維)、CMC兩種摻量因素對(duì)基材剪切強(qiáng)度特性和黑麥草生長(zhǎng)的影響。設(shè)置CMC與纖維摻量分別為0%、0.5%、1.0%、1.5%，共16種配比類型，其他材料摻量取固定值：8%水泥、4%泥炭、0.2%保水劑、1.0%復(fù)合肥料。上述材料摻量均以干土質(zhì)量為基礎(chǔ)的質(zhì)量百分比表示，另外以純土壤作為空白對(duì)照組。

改性植被混凝土基材的具體配比方案見表2，按照表2中各基材的配比方案進(jìn)行快剪直剪試驗(yàn)與黑麥草的植生試驗(yàn)，分析直剪試驗(yàn)結(jié)果的規(guī)律性，觀測(cè)記錄黑麥草種植10 d、50 d的出芽和長(zhǎng)勢(shì)情況，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，探究不同CMC、纖維摻量對(duì)基材力學(xué)性能與植物生長(zhǎng)的影響規(guī)律。

表2 改性植被混凝土基材的配比方案

2 試驗(yàn)過程與方法

2.1 直剪試驗(yàn)

直剪試驗(yàn)制樣時(shí)，先將CMC、水泥、土壤等材料按照配比稱量后拌勻，再加入纖維，按25%的質(zhì)量含水率分批加水拌勻，用分層壓實(shí)法控制試樣質(zhì)量為110 g，制成直徑為6.18 cm、高為2 cm的試樣，放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)72 h后，采用應(yīng)變控制直剪儀進(jìn)行剪切試驗(yàn)，剪切速度控制為0.8 mm/min，手輪每轉(zhuǎn)一圈，記錄量力環(huán)讀數(shù)。分別在100 kPa、200 kPa、300 kPa、400 kPa的豎向壓力下對(duì)試樣進(jìn)行剪切試驗(yàn)，以試驗(yàn)峰值剪應(yīng)力作為抗剪強(qiáng)度值，得到剪切后的試樣，見圖1。上述試驗(yàn)嚴(yán)格按照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50123—2019)進(jìn)行操作。

圖1 剪切后試樣

2.2 黑麥草植生試驗(yàn)

黑麥草的植生試驗(yàn)采用邊長(zhǎng)15 cm的立方體模具進(jìn)行，在模具底部鉆漏水孔，將每組試樣所需各種材料攪拌均勻后，分批加入試驗(yàn)?zāi)＞邇?nèi)。每個(gè)模具內(nèi)黑麥草播種量為400顆，2019年11月4日播種完成(11月10號(hào)發(fā)芽)，每天早晚進(jìn)行澆水，定期觀測(cè)植物長(zhǎng)勢(shì)，并記錄各種組分試樣黑麥草種植株數(shù)量和高度，黑麥草50天長(zhǎng)勢(shì)情況見圖2。

圖2 黑麥草生長(zhǎng)情況

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 直剪試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1.1 基材剪切應(yīng)力-位移關(guān)系分析

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，可得到各基材配比在不同豎向壓力下的剪應(yīng)力-位移關(guān)系曲線，其中0.5%纖維摻量下，0%、0.5%、1.0%、1.5%CMC摻量的改性植被混凝土基材的剪應(yīng)力-位移關(guān)系曲線，見圖3。

由圖3可以看出：

圖3 不同CMC摻量下改性植被混凝土基材的剪應(yīng)力-位移關(guān)系曲線

(1) 隨著剪切位移的增加，基材剪應(yīng)力到達(dá)峰值后逐漸下降，表現(xiàn)為軟化型應(yīng)變特征。

(2) 基材峰值剪應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的剪切位移總體上隨著豎向壓力的增加呈現(xiàn)非線性增大。

(3) 通過對(duì)比分析各曲線可知，在豎向壓力相同和0.5%纖維摻量固定的情況下，添加CMC的基材峰值剪應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的剪切位移較未添加CMC的基材有大幅度的提高；在100 kPa豎向壓力下，添加0.5%、1.0%、1.5%CMC的基材峰值剪應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的剪切位移值分別為4.0 mm、4.7 mm、3.6 mm，較未添加CMC的基材(2.4 mm)分別提高了66.7%、95.8%、50.0%。

(4) 對(duì)比圖3(a)與圖3(c)可直觀地發(fā)現(xiàn)，摻入1.0%CMC后基材的峰值剪應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的剪切位移均有大幅提高，說明添加CMC改良后植被混凝土基材的剪切變形能力得到了顯著提升，這將有利于提高生態(tài)護(hù)坡基材的穩(wěn)定性。

不同CMC與纖維摻量下改性植被混凝土基材的抗剪強(qiáng)度關(guān)系曲線見圖4，不同CMC與纖維摻量下部分改性植被混凝土基材的剪應(yīng)力-位移關(guān)系曲線見圖5。

圖4 不同CMC與纖維摻量下改性植被混凝土基材的抗剪強(qiáng)度關(guān)系曲線

圖5 不同CMC與纖維摻量下部分改性植物混凝土基材的剪應(yīng)力-位移關(guān)系曲線

由圖4(a)可見：在0.5%纖維摻量固定情況下，隨CMC摻量的增加基材抗剪強(qiáng)度呈先增后減的變化趨勢(shì)；當(dāng)CMC摻量為0.5%時(shí)，基材的抗剪強(qiáng)度達(dá)到峰值，超過0.5%后基材的抗剪強(qiáng)度開始下降;在400 kPa壓力下，0%、0.5%、1.0%CMC摻量的基材抗剪強(qiáng)度分別為301.2 kPa、346.5 kPa、290.4 kPa，1.5%CMC摻量的基材抗剪強(qiáng)度(194.7 kPa)較0%、0.5%、1.0%CMC摻量的基材抗剪強(qiáng)度分別降低了35.4%、43.8%、32.9%。因此，添加適量CMC能有效增強(qiáng)基材的剪切強(qiáng)度，這與楊晴雯等[13]改性CMC加固粉砂土的試驗(yàn)結(jié)論類似。但過多的CMC會(huì)吸收土顆粒間的水分形成黏稠狀液體，而使土顆粒被CMC黏液分割，顆粒間的滑動(dòng)摩擦力降低，且剩余部分CMC未完全溶于水，無法膠結(jié)土顆粒，造成基材的抗剪強(qiáng)度隨之降低。

由圖4(b)可見：在1.0%CMC摻量固定的情況下，隨纖維摻量的增加基材抗剪強(qiáng)度呈近似線性增長(zhǎng)趨勢(shì)；在200 kPa壓力下，0.5%、1.0%、1.5%纖維摻量的基材峰值剪應(yīng)力分別為165.3 kPa、183.6 kPa、216.3 kPa，較0%纖維摻量的基材峰值剪應(yīng)力(136.5 kPa)分別增加了21.1%、34.5%、58.5%。

此外，通過對(duì)比圖3(b)、圖5(b)與圖5(a)也可知，添加0.5%、1.5%纖維的基材較未添加纖維的基材剪應(yīng)力顯著提高，且峰值剪應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的剪切位移明顯增大，基材的延性增強(qiáng)。這與郗紅超等[16]的研究結(jié)論類似，麥秸稈纖維作為植物纖維，在基材養(yǎng)護(hù)初期能夠顯著提高基材的強(qiáng)度，確?；脑谶吰律系姆€(wěn)固，而隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng)，植物逐漸生長(zhǎng)，基材的強(qiáng)度也逐漸提升，而纖維逐漸腐化，達(dá)到良好的生態(tài)護(hù)坡效果。

通過對(duì)比圖5(c)與圖5(d)分析可知，當(dāng)CMC與纖維摻量分別為1.0%時(shí)，添加纖維較CMC對(duì)基材的剪應(yīng)力提升更大，而添加CMC較纖維對(duì)基材的剪切位移提升更大，如在400 kPa壓力下，添加1.0%CMC與纖維的基材峰值應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的剪切位移分別為5.79 mm、3.74 mm；而通過對(duì)比圖5(a)與圖3(a)也能夠直觀地看出，在CMC與纖維摻量相同的情況下，纖維對(duì)基材抗剪強(qiáng)度的提升較CMC更大，這是因?yàn)槔w維主要通過加筋作用來提升基材的剪切強(qiáng)度[17]，纖維的抗拉強(qiáng)度大，當(dāng)施加豎向壓力后土顆粒與纖維被擠壓密實(shí)，受到水平剪力時(shí)纖維承受拉力從而提升了基材的抗剪強(qiáng)度；而CMC主要通過膠結(jié)作用形成團(tuán)聚體增強(qiáng)基材的抗剪強(qiáng)度，因而對(duì)基材的抗剪強(qiáng)度提升相對(duì)較差，對(duì)基材延性的提升較好。

綜上分析可知，相較傳統(tǒng)的植被混凝土基材配比[1]，基材中摻入適量的CMC與麥秸稈纖維改良后，在8%水泥摻量不變的情況下，改性植被混凝土基材的抗剪切變形能力與抗剪強(qiáng)度得到了顯著提升，說明CMC、纖維與水泥具有良好的適應(yīng)性，能夠達(dá)到良好的協(xié)同增強(qiáng)作用效果。

3.1.2 基材抗剪強(qiáng)度參數(shù)分析

根據(jù)直剪試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了擬合分析，可得到不同CMC與纖維摻量下改性植被混凝土基材的黏聚力(с)和內(nèi)摩擦角(φ)的變化情況，見圖6、圖7和表3。

表3 改性植被混凝土基材的內(nèi)摩擦角φ(°)

圖6 改性植被混凝土基材黏聚力隨CMC摻量的變化曲線

圖7 改性植被混凝土基材黏聚力隨纖維摻量的變化曲線圖

由圖6可見:在纖維摻量一定的情況下，基材的黏聚力隨CMC摻量的增加呈近似線性增長(zhǎng)趨勢(shì)；當(dāng)纖維摻量為0%時(shí)，0.5%、1.0%、1.5%CMC摻量的基材較0%CMC摻量的基材黏聚力分別增加了97.8%、143.7%、162.7%，說明CMC的摻入能顯著提高基材的黏聚力；當(dāng)CMC摻量在0%～1.0%之間時(shí)，基材的黏聚力增長(zhǎng)速率較快，但當(dāng)CMC摻量超過1.0%后，基材黏聚力增長(zhǎng)速率有所減弱。這是因?yàn)镃MC溶于水后具有較高的黏性，能夠膠結(jié)土顆粒，形成團(tuán)聚體改變土顆粒間的結(jié)構(gòu)，使基材的黏聚力增大。

由圖7可見：在CMC摻量一定的情況下，當(dāng)纖維摻量在0%～1.5%之間時(shí)，基材的黏聚力隨纖維摻量的增加呈先升后降的變化趨勢(shì)，其中纖維摻量為1.0%左右時(shí)基材的黏聚力達(dá)到峰值，這與其他學(xué)者的研究結(jié)論較吻合；當(dāng)CMC摻量為0.5%時(shí)，0.5%、1.0%纖維摻量的基材較0%纖維基材的黏聚力增加了19.9%、63.6%，說明添加纖維能有效增加基材的黏聚力；但當(dāng)纖維摻量大于1.0%后，基材的黏聚力呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是因?yàn)榛闹袚饺脒m量的纖維能夠抑制剪切裂縫的延伸和擴(kuò)展，同時(shí)由于纖維的加筋作用，基材的黏聚力和韌性得到了提高；但纖維摻量較大，且超過1.0%時(shí)，基材中的土顆粒骨架結(jié)構(gòu)被大量纖維阻隔，其內(nèi)部孔隙增加，纖維與水泥、土顆粒之間的膠結(jié)力降低，使基材的整體性容易遭到破壞[18]，造成其黏聚力降低。本試驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證了潘波等[15]關(guān)于纖維加筋作用對(duì)混凝土基材力學(xué)性能呈先增后減影響的結(jié)論。同時(shí)，麥秸稈纖維作為天然植物纖維，在濕熱的環(huán)境下容易腐化分解，導(dǎo)致基材在養(yǎng)生后抗剪強(qiáng)度出現(xiàn)一定的弱化。

由表3可知：在CMC摻量相同的情況下，隨著纖維摻量的增加，基材的內(nèi)摩擦角φ總體上呈先增后減的變化規(guī)律，但變化幅度不大；在纖維摻量相同的情況下，基材的內(nèi)摩擦角φ隨CMC摻量的增加呈降低的變化趨勢(shì)，其中CMC摻量為1.5%時(shí)基材的內(nèi)摩擦角φ降低幅度較大；當(dāng)纖維摻量為0%時(shí)，1.5%CMC摻量的基材內(nèi)摩擦角較0%、0.5%、1.0%CMC摻量的基材內(nèi)摩擦角分別降低2.42°、2.48°、1.51°，說明當(dāng)CMC摻量較大時(shí)，基材的內(nèi)摩擦角顯著降低，這是因?yàn)榛牡膬?nèi)摩擦角與土顆粒的滑動(dòng)及顆粒重新排列等因素有關(guān)[19]，而纖維在基材中主要為加筋作用，當(dāng)土顆粒間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)或位移時(shí)，纖維能夠提供一定的阻力，但纖維并未改變基材內(nèi)部土顆粒的排列形式與接觸特征，所以纖維可提升基材的內(nèi)摩擦角，但提升幅度不大；當(dāng)CMC摻量過多時(shí)基材的內(nèi)摩擦角顯著降低，這是因?yàn)镃MC黏液包裹住土顆粒形成團(tuán)聚體，雖然有一定的團(tuán)聚力作用，但CMC黏液阻隔了土顆粒間的接觸，降低了土顆粒間的相對(duì)滑動(dòng)力，改變了土顆粒間的接觸方式，從而使基材的內(nèi)摩擦角降低。

3.2 植生試驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)黑麥草植生試驗(yàn)結(jié)果，以基材編號(hào)為橫坐標(biāo)，黑麥草發(fā)芽數(shù)、生長(zhǎng)50 d后的生長(zhǎng)高度為縱坐標(biāo)，建立不同基材配比對(duì)黑麥草生長(zhǎng)性能的柱狀關(guān)系圖，見圖8和圖9。

圖8 改性植被混凝土基材的黑麥草出芽情況

圖9 改性植被混凝土基材的黑麥芽生長(zhǎng)高度情況

由圖8可見，10號(hào)基材的黑麥芽發(fā)芽數(shù)最大為335顆，4號(hào)基材的黑麥芽發(fā)芽數(shù)最小為245顆，1～16號(hào)基材的黑麥芽平均發(fā)芽數(shù)為287顆，最高發(fā)芽數(shù)與最低發(fā)芽數(shù)之比為1.37，說明不同基材配比的黑麥草發(fā)芽數(shù)有較大差別，其中2、6、10、11號(hào)基材配比的黑麥芽發(fā)芽數(shù)較高，4、8、12號(hào)基材的黑麥芽發(fā)芽數(shù)較低。

由圖9可見，不同基材的黑麥草50 d的平均生長(zhǎng)高度為14.3 cm，最高生長(zhǎng)高度與最低生長(zhǎng)高度之比為2.1。此外，由圖2也可以明顯地看出，不同基材配比對(duì)黑麥草生長(zhǎng)性能的影響較大。

3.2.1 纖維摻量對(duì)黑麥草生長(zhǎng)性能的影響

黑麥草生長(zhǎng)性能與纖維摻量的關(guān)系曲線，見圖10和圖11。

圖10 黑麥草發(fā)芽率與纖維摻量的關(guān)系曲線

由圖10可見，隨纖維摻量的增加黑麥草的發(fā)芽率變化不顯著，這是因?yàn)楹邴湶莘N子的萌發(fā)還與土壤的pH值、溫度、濕度、孔隙度等因素有關(guān)，所以纖維摻量的影響不顯著。由圖11可見，黑麥草50d的平均生長(zhǎng)高度隨纖維摻量的增加有所增加，這是因?yàn)榛闹屑尤胨嗪笫雇寥雷兊脠?jiān)硬、板結(jié)、孔隙減少，不利于植物的生根發(fā)芽，而加入麥秸稈纖維能使土壤更加疏松多孔，有利于黑麥草的生根與吸收養(yǎng)分，同時(shí)隨著纖維的逐漸腐爛，也能提供一定的養(yǎng)分。

圖11 黑麥草生長(zhǎng)高度與纖維摻量的關(guān)系曲線

3.2.2 CMC摻量對(duì)黑麥草生長(zhǎng)性能的影響

黑麥草生長(zhǎng)性能與CMC摻量的關(guān)系曲線，見圖12和圖13。

圖12 黑麥草發(fā)芽率與CMC摻量的關(guān)系曲線

圖13 黑麥草生長(zhǎng)高度與CMC摻量的關(guān)系曲線

由圖12可見：隨CMC摻量的增加黑麥草的發(fā)芽率呈先增后減的變化趨勢(shì)，當(dāng)CMC摻量為0.5%時(shí)，黑麥草的發(fā)芽率出現(xiàn)峰值；當(dāng)CMC摻量超過0.5%后，對(duì)黑麥草的發(fā)芽表現(xiàn)為抑制作用，說明加入適量的CMC將有利于黑麥草種子的發(fā)芽與生長(zhǎng)，也驗(yàn)證了其他學(xué)者的相關(guān)研究結(jié)論。由圖13可見：隨CMC摻量的增加黑麥草50 d的平均生長(zhǎng)高度也呈先增后降的變化趨勢(shì)，這是因?yàn)楫?dāng)CMC摻量過多時(shí)，溶于水后形成的黏稠液體會(huì)填充土顆粒間的孔隙，使土壤透氣性變差，同時(shí)裹住黑麥草種子，不利于種子的萌發(fā)。

綜上分析可知，植被混凝土基材中摻入適量的CMC與纖維改良后，均能在一定程度促進(jìn)黑麥草的生長(zhǎng)發(fā)育。其中，當(dāng)摻入0.5%CMC時(shí)對(duì)黑麥草的發(fā)芽率與生長(zhǎng)高度均有促進(jìn)作用，說明適量的CMC與纖維作為改良劑能有效地改善植被混凝土基材的植物生長(zhǎng)性能。

4 結(jié) 論

本文對(duì)添加CMC和麥秸稈纖維的改性植被混凝土基材進(jìn)行直剪試驗(yàn)和黑麥草植生試驗(yàn)，分析了CMC與纖維對(duì)改性植被混凝土基材的剪切強(qiáng)度、內(nèi)摩擦角、黏聚力、黑麥草生長(zhǎng)性能的影響規(guī)律，得到以下結(jié)論：

(1) 添加纖維與CMC后改性植被混凝土基材的延性增加，主要為塑性剪切變形，CMC較纖維對(duì)基材的延性提升更加顯著，而纖維對(duì)基材剪切強(qiáng)度的提升更顯著；在0%～1.5%摻量?jī)?nèi)，基材的剪切強(qiáng)度隨CMC摻量的增加呈先增后減的變化趨勢(shì)，0.5%CMC摻量時(shí)出現(xiàn)基材剪切強(qiáng)度峰值，而隨纖維摻量的增加基材的剪切強(qiáng)度呈近似線性增長(zhǎng)趨勢(shì)，無明顯峰值出現(xiàn)。

(2) 添加纖維與CMC均能顯著提高改性植被混凝土基材的黏聚力?；牡酿ぞ哿﹄SCMC摻量的增加呈近似線性增長(zhǎng)的變化趨勢(shì)，而其隨纖維摻量的增加呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，當(dāng)纖維摻量為1.0%左右時(shí)基材黏聚力出現(xiàn)峰值，而后逐漸降低，這也驗(yàn)證了纖維加筋作用能使基材力學(xué)性能呈先增后減的變化規(guī)律。隨纖維摻量的增加基材的內(nèi)摩擦角呈先增后減的變化趨勢(shì)，當(dāng)纖維摻量為1.0%左右時(shí)基材內(nèi)摩擦角出現(xiàn)峰值，而其隨CMC摻量的增加呈減少的變化趨勢(shì)，特別當(dāng)CMC摻量達(dá)到1.5%時(shí)，基材的內(nèi)摩擦角顯著降低。

(3) 添加適量的纖維與CMC對(duì)黑麥草的萌發(fā)與生長(zhǎng)有一定程度的促進(jìn)作用，但當(dāng)CMC摻量超過0.5%后，對(duì)黑麥草的生長(zhǎng)表現(xiàn)為抑制作用。

綜合上述結(jié)論，在維持水泥摻量為8%時(shí)，摻入0.5%CMC、1.0%麥秸稈纖維，可使改性植被混凝土基材的力學(xué)性能與黑麥草的生長(zhǎng)性能達(dá)到最佳。