利用拟静力分析和香根草加固技术，对地震荷载作用下的土渠进行综合边坡稳定性评估

《Scientific Reports》：Integrated slope stability assessment of earthen canals under seismic loading using pseudostatic analysis and vetiver grass reinforcement

　　

摘要

在地震活跃地区的土渠面临着水力和地震的共同作用，这可能危及边坡的稳定性。本研究通过使用Morgenstern–Price极限平衡方法，对Khush Tepa运河的关键段落（IT3）进行拟静态边坡稳定性分析，评估了香根草作为生物工程加固材料的有效性。系统地评估了稳态条件、快速排水和地震情景对边坡性能及加固效果的影响。结果表明，在稳态条件下（安全系数FoS=2.11），运河是稳定的；而地震荷载会降低其稳定性（FoS=1.25，降低了40.8%）；其中快速排水情景最为危险（FoS=1.10）。香根草的加固作用显著提高了堤坝的稳定性，在静态条件下将安全系数从1.93提升至2.37（提高了22.8%）。这种改善归因于香根草密集的根系网络增强了土壤的凝聚力，使破坏面局限于较浅的深度，从而防止了深层旋转滑动。这些定量结果表明，香根草能够提供可测量的结构加固效果。研究结果支持将基于自然的解决方案纳入土渠设计中，以提高地震易发地区的抗水力和抗震能力。