乔木根系对堆积体边坡稳定性影响机制研究

发布时间：2020-06-17 18:28

【摘要】：我国是一个地质灾害频发的国家,各种地质灾害发生后会形成许多次生产物,堆积体就是其中一种。由于堆积体边坡独特的形成方式,导致其结构较为松散,易于发生破坏。近年来,堆积体边坡发生再次破坏的工程实例不在少数,对于堆积体边坡的防护已然成为一个新的工程问题。堆积体边坡的安全问题,其实就是堆积体边坡的稳定性问题。目前,对于堆积体边坡的稳定性研究,主要都是从其抗剪强度入手。在实际工程中,对于堆积体边坡的防护,也大多采用传统的防护措施进行加固。生态护坡概念对于我们来说已不再陌生,现如今已广泛的运用到边坡的防护工作中。本文以乔木根系与堆积体边坡为研究对象,研究了根系对于堆积体边坡的稳定性影响,开展了乔木根系的拉伸试验,构建了堆积体边坡模型,基于强度折减系数法采用有限元分析软件Plaxis2D进行了根系作用下堆积体边坡稳定性变化规律的数值模拟。本文得到了以下成果:(1)全面分析了影响堆积体边坡稳定性的主要因素,分别揭示了堆积体边坡发生平面滑坡与圆弧面滑坡的失稳机制。将堆积体边坡发生滑坡失稳全过程划分为六个阶段,并对每个阶段的表现、特点以及防护措施进行了分析。(2)完成了根系在土体中生长规律的研究,包括根系的分布形态,土中根系的含量,揭示了根土粘合键作用机制,提出了根系被砍伐后的强度变化公式。(3)通过根系室内拉伸试验,研究了根系的抗拉特性,并通过线性拟合得到根系抗拉强度与直径成指数分布,根系抗拉力与直径成线性分布。(4)从单根在土体中的剪切与拉伸入手,对根土相互作用性状进行了研究。结合乔木根系固土力学作用模型,分析了根系作用下堆积体边坡的稳定性,得到了根系固坡机制。从工程角度出发,对根系固坡机制以及根系对于堆积体边坡渗流的影响进行了研究,为根系护坡工程提供了理论支持。(5)将浅细根系分布范围内的土体看成是连续的根土复合体,其强度和刚度参数为等效的根土复合体参数;将粗深根系视为具有一定刚度与强度的锚杆,建立数值分析模型,针对浅细根系含量、影响深度,粗深根系数量、入土角度、加固位置这几种工况采用Plaxis2D软件进行堆积体边坡稳定性计算,得到了根系最佳固土角度、加固位置,以及堆积体边坡稳定性的变化机制,对工程实际具有指导性意义。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P642.2;TU43
【图文】：

示意图,重力作用,堆积体边坡,失稳机制

重力作用下平面滑坡示意图

示意图,渗流作用,平面,堆积体边坡

13 图2-2 渗流作用下平面滑坡示意图有：下滑力： T Wsi n J抗滑力：'T Ntan cl Wcos tan cl堆积体边坡稳定安全系数：'cos tansinT W clKT W J （2.6）对于无粘性土坡，有 c 0，即'cos tansinT WKT W J ，对于单元土体而言，土体的自重等于土体的浮重度' ，渗流力wJ i ，所以有'''cos tansin +wTKTi ，由于渗流方向与堆积体边坡坡面方向平行，有：i sin （2.7） ' ' ''''cos tan cos tan tansin +sin + si ntanw wTKT 饱和（2.8）其中： J —渗流力

【参考文献】