水平荷载作用下多花木蓝根系拉拔试验研究

为探索灌木植物根系与土壤界面摩擦力的影响因素,通过改变土壤干密度条件,采用直接施加水平拉拔荷载的方法进行单根拉拔试验,研究了多花木蓝单根的抗拉拔力。结果表明①多花木蓝单根的抗拉拔力与位移关系曲线可分为陡峭上升、陡峭下降和平缓下降3个阶段,在试验开始阶段呈线性关系,随后表现出显著的非线性关系;②在同一土壤干密度条件下,多花木蓝单根的最大抗拉拔力随着根径的增加而呈线性增大趋势,相关系数超过0.9;③当根径一定时,多花木蓝单根的最大抗拉拔力随着土壤干密度的增加而增大;④根在土壤干密度ρ_d为1.35,1.45,1.55 g/cm³时的拉拔破坏模式均表现为摩擦破坏,而土壤干密度ρ_d=1.65 g/cm³,根径r=0.586 mm是根的拉拔破坏模式从摩擦破坏到拉断破坏的临界点,表明当根径r<0.586 mm时,根的破坏模式表现为拉断破坏,而当根径r>0.586 mm时,根的破坏模式表现为摩擦破坏。因此,根径、土壤密度影响根土界面的抗拉拔力。     

基于直剪试验的西北地区植被根系固土力学机制研究

植被护坡技术正日趋受到重视,技术推广必须重视各地区的差异性和特殊性。作者立足于西北干旱地区特殊的地理气候条件,选用西北广泛分布的芨芨草和冰草作为研究植被,利用直剪试验,对西北地区常见植被的固坡效果展开研究,分析了前述两种植被的根系固土力学机制及固土效果,并针对试验提出了改进建议。     

林木根系对坡面土崩解特性的影响

林木根系能大大增强坡面土抗崩解能力。首先制作不同直径、含根量、分布形式、含水量的根系重塑土样,然后对不同条件下根-土复合体进行崩解试验,分析了林木坡面土体崩解特性的影响因素。实验数据表明:根系直径相同时,复合土含水量从15%增加到25%,水平根系的复合土抗崩解能力减小较快,垂直根系及复合根系抗崩解能力减小较慢;含水量一定时,3种根系分布形式的复合土抗崩解能力随根系直径和数量的增大而增大;根系直径和复合体含水量一定时,复合根系的根土复合体抗崩解能力最强,垂直根系次之,水平根系最弱。由此可以得出:林木根系影响土崩解的主要因素是根系分布形式,其次为土的含水量及根系直径,这对选择适宜林木植物护坡具有一定的借鉴作用。     

土工合成材料加筋土拉拔试验研究

使用三种国产土工合成材料，在中型直剪仪中进行拉拔试验，研究其应力应变关系，确定强度参数c^*、ψ^*、似摩擦系数f^*和残余似摩擦系数F^*，指出了某些土工合成材料制作工艺方面的不足，对似摩擦系数常规设计采用值的选用合理性进行了讨论，可供工程设计或有关方面参考和积累资料。     

植物根系固土护坡力学机理研究现状与进展

在对国内外主要相关研究成果进行系统介绍的基础上,详细论述了根系固坡机理的力学模型、根系和土壤-根系复合体的力学性能、边坡稳定的有限元数值模拟以及根系的分布特征,并探讨了植被护坡研究的发展趋势。     

黄河源区不同水文期护岸植物根系抗拉拔研究

为研究黄河源区不同水文期护岸植物根系的固土力学机制,筛选合适的固土护岸植物种,在兰木错曲河岸带选取华扁穗草、线叶嵩草和金露梅3种优势护岸植物,在落水期、枯水期和涨水期进行原位单根拉拔试验.结果表明:3种植物根系单根抗拔力均随根径的增大呈幂函数增大,抗拔强度随根径的增大呈幂函数减小;3种植物根系在枯水期的抗拔强度高于涨水...     

钢塑复合拉筋带加筋土拉拔试验研究

文章在中型直剪仪上进行了钢塑复合拉筋带加筋土的拉拔试验，研究其应力应变关系，确定了其强度参数C^*, Ф^*，似摩擦系数f*和残余似摩擦系数F*及其变化规律。结合《公路加筋土工程设计规范汇编》^[7]提出了可供工程设计有关文献参考的参数和建议。     

锚筋拉拔破坏试验分析

文章对黑龙江省桃山水库溢洪道的陡坡段进行的锚筋拉拔试验为基础，得出拉拔力与位移相关曲线，从而推算出锚筋的破坏强度，应以对加强溢洪道岩体的稳定性采取科学的锚固措施。     

根系与格栅复合加筋土的力学特性试验研究

在土工格栅加固的边坡上种植生态植物,可以形成有效的生态护坡。为研究植物根系与土工格栅形成复合加筋土的力学机制,依托广西贵隆高速生态护坡工程,进行了素土、根系加筋土、格栅加筋土、根系与格栅复合加筋土的三轴固结不排水试验,对比分析了3种加筋土的力学特性。结果表明:植物根系、土工格栅均能提高加筋土的强度,其中根系与格栅的复合加筋效果最好;相较于素土、根系加筋土、格栅加筋土,根系与格栅复合加筋土的黏聚力分别增加了265.0%、101.0%、33.2%;保持最佳的土工格栅布置形式不变,根系与格栅复合加筋土的黏聚力随着含根量的增加出现先增后减的变化趋势,当含根量为0.5%时,黏聚力达到最大。对加筋土的三轴试验曲线进行分析,发现3种加筋土的应力-应变关系均符合邓肯－张模型,并获得了加筋土的邓肯－张模型参数,进一步通过试验数据对模型参数进行了验证。     

钢筋在堆石料中的拉拔试验研究

作为一种有效的土石坝抗震加固措施,加筋在高土石坝建设中正被越来越广泛地运用。钢筋与堆石料接触特性及影响因素研究是合理进行加筋设计的前提。通过室内拉拔试验研究了钢筋与堆石料的界面摩擦特性,揭示了不同上覆压力、堆石料含水状态、堆石料级配及孔隙率等因素对试验结果的影响。结果表明,堆石料与钢筋接触面剪应力与拉拔位移曲线呈下端开口的抛物线形状,上升段陡于下降段,残余剪应力数值不稳定;4个影响因素中,上覆压力与峰值剪应力曲线近似于线性正比关系;孔隙率和峰值剪应力曲线类似于线性反比关系;级配平均线的峰值剪应力与拉拔位移曲线位于级配上包线的试验曲线之上;饱和含水状态下堆石料的峰值剪应力与拉拔位移曲线远低于风干状态。     

不同生长年限的刺槐根系对黄土边坡加固作用的研究

植物根系护坡工程措施对黄土边坡稳定性的提升及生态环境保护具有重要作用。采用大型直接剪切仪测试了原状刺槐根系复合土体的抗剪强度,并采用FLAC3D岩土工程数值计算软件分析了不同生长年限的刺槐根系对黄土边坡的加固作用。结果表明：植物根系通过其对土体的加筋锚固作用,使根系复合土体的抗剪强度指数显著提高,抗剪强度规律符合摩尔-库伦强度准则;根系复合土体的抗剪强度随根系生长年限的增加而增大,3~7 a生刺槐的原状根系复合土体的黏聚力（c）和内摩擦角(φ)分别在44.46～88.91 kPa和23.89°～28.85°之间,7 a生刺槐根系复合土体的抗剪强度最大,c和φ分别比无根土体提高了211%和31%;植物根系对边坡具有一定的加固作用,提高了黄土边坡的稳定性,使边坡不易发生滑动,但由于刺槐根系加固土体的深度较浅,植物对边坡的加固作用有限,相较于无刺槐的黄土边坡,7 a生刺槐根系对边坡稳定安全系数的提升也仅为9%。研究成果可为刺槐等植物护坡工程的设计和施工提供科学依据。     

反倾层状岩质边坡倾倒破坏的离心模型试验研究

针对反倾层状岩质边坡倾倒破坏机理认识的不足,采用平板玻璃作为相似材料,开展不同边坡坡角及岩层反倾角组合条件下的多组离心模型试验;结合图像量测技术,综合分析坡体在离心加载条件下变形倾倒特征,提出反倾层状岩质边坡典型倾倒破坏模式和倾倒破裂面位置的确定方法。研究表明:坡体倾倒变形主要发生在破裂面以上,坡趾岩层起到抗倾倒作用,变形过程分为位移量稳定增长和位移量加速增长两个阶段;坡体倾倒破坏模式经历坡趾岩层断裂、近坡顶张拉裂缝产生、岩层折断渐进式延伸及裂缝贯通瞬间倾倒4个阶段;边坡坡角及岩层反倾角影响坡体破坏时的临界坡高与破裂面位置,可通过计算位移矢量方向确定破裂面位置。上述研究成果,为反倾层状岩质边坡的破坏理论发展、工程地质灾害评价及防灾减灾提供参考。     

红柳根系对塔里木河岸坡土体起动规律影响研究

为了研究红柳根系对塔里木河岸坡土体起动的影响规律,对不同植被根系体积密度及不同的根系分布方式下的根-土复合体进行起动特性试验,并分析植被根系影响下起动切应力变化规律,得到了根系影响下河岸土体起动切应力与植被根系体积密度及土体干密度的定量关系式。试验结果表明:不同根系放置形式土体抗水流冲刷的由大到小分别为相交放置,竖直放置,倾斜放置。当有红柳根系覆盖河岸土体时,土体的起动切应力得到了明显提高。     

植物根系对河道滩坡抗冲性影响的试验

为研究植物根系对边滩坡面固土抗冲性的影响,选择麦冬草、芦苇和蒿草3种天然植物进行抗冲性物理试验,测量植物种植密度、根系面积比率和冲刷量。试验结果表明,根系发达、根系面积比率大的植物对滩坡的固土护岸作用大且范围广,防护效果好,并给出了根系纵深分布一般公式以及稳定坡面的地形函数。     

静冰压力对铰链式护坡系统作用的低温模型试验

通过低温模型试验模拟了冰盖的形成过程,测试了静冰压力、铰接块位移、冰盖厚度、温度等,建立了这些物理量与时间的关系。根据静冰压力的发展过程、变化原因评价了试验与自然环境的相似性。根据铰链式护坡系统在静冰压力作用下沿坡面位移变形和冰盖融化后的残余变形,评价了该护坡系统的稳定性以及该护坡系统作为柔性护岸结构适应变形的能力,分析了静冰压力、铰接块位移的发生、发展、消失过程和变化原因。试验结果表明:静冰压力作用下铰链式护坡系统沿坡面位移变形很小,冰盖融化后该护坡系统的残余变形也很小;铰链式护坡系统在静冰压力发生、发展和消失的过程中,能够适应岸基变形而不被破坏。     

膨胀土渠坡破坏机理及处理措施研究

膨胀土渠坡失稳破坏频率大,是渠道运行的最大安全隐患。通过对膨胀土渠坡破坏机理深入分析认为,土体膨胀性及结构面发育程度是控制渠坡稳定的内因,雨水、地表水、渠水入渗是引起渠坡失稳的主要外因。结合国内外大量工程实例分析,特别是南水北调中线南阳段膨胀土试验成果,指出了针对膨胀土渠坡不同的破坏机理与地质环境条件,所采取的坡面防护、工程抗滑、坡顶防渗等综合措施,以及加强观测与反馈分析,深入进行工程研究的建议。     

土壤机械阻力对玉米根系导水率的影响

研究了土壤干旱(基质势为-0.86MPa)和湿润(基质势为-0.17MPa)条件下土壤机械阻力对玉米根系导水率(Lpr)的影响．结果显示，土壤机械阻力降低根系导水率，原因是土壤机械阻力使根系平均直径增大，根直径增大使根的径向导水阻力增大，从而使根系导水率降低，土壤干旱除了使土壤机械阻力增大外，还可能加速根内外皮层木质化和栓质化，从而降低根系导水率。     

荒漠植被根系增强土体抗剪强度性能研究

为研究塔里木河干流上游岸坡荒漠植被根系对土体抗剪强度的增强作用,在初步分析流域植被覆盖现状基础上,对上游6个典型河岸进行了现场勘查,对骆驼刺(Alhagi sparsifolia.)、红柳(Tamarix ramosissima.)和芦苇(Phragmites australias.)三种典型植被覆盖的根-土复合体和无植被覆盖原状土体分别进行了12组和11组的对比取样,并进行了室内土工试验。试验结果表明:根-土复合体与原状素土相比平均黏聚力由8.04 kPa增加到16.86 kPa,增加了110%,平均内摩擦角由32.59°增加到33.76°,增加了3.6%。结合摩擦加筋原理,建立了植被根系增加土体抗剪强度的力学计算模型,通过模型计算了骆驼刺、红柳和芦苇三种植被不同根体积密度对应的根-土复合体抗剪强度,并与实测结果进行对比。结果表明:16组实测值中只有一组数据小于其相应的理论值范围(2.472.6 kPa),其余实测值全部大于理论计算最小值,充分说明建立的力学计算模型完全可以用于上述三种典型荒漠植被根系影响下的土体抗剪强度计算,为定量评价荒漠植被根系的固土能力提供一定的参考。