植物根系影响土体强度及蠕变性研究

发布时间：2020-06-02 06:35

【摘要】：植被护坡是闭坑矿山、废弃宕口地质环境治理采用的主要措施之一,植物根系加固土体的强度和蠕变性直接影响着治理后生态景观的美观性和稳定性。本文以狗牙根、沿阶草和黑麦草为试验材料,采用固结法制备三轴复合土样,通过抗拉试验、三轴剪切试验和三轴蠕变试验,探讨了根系的抗拉特性、不同根系含量和含水率条件下复合土体的抗剪强度和蠕变变形规律,主要结论如下:(1)加入植物根系的复合土体剪切破坏依然满足摩尔-库伦强度理论。同一类型复合土体,在相同围压下,抗剪强度随着根系含量的增大而逐渐增大;在根系含量比较低的情况下,内聚力与根系含量呈正相关关系,随根系含量继续增大,内聚力增长速率变缓,并逐渐达到峰值,当根系含量超过临界值之后,内聚力不再增加;内摩擦角受根系含量的影响不明显;根系加固的土体,内聚力变化显著。加入植物根系能提高土体抗剪强度主要是通过提高内聚力实现的,内聚力大小排序依次是黑麦草沿阶草狗牙根,与植物根系单根抗拉强度值大小排序一致。(2)在试验含水率范围内,复合土体与无根素土一样,均表现为内聚力和内摩擦角随含水率增大而降低的负相关关系,且复合土体的内摩擦角变化趋势呈线性负相关。含水率变化引起内聚力变化量较大,复合土体的变化量大于无根素土,且黑麦草复合土体变化量最大;含水率变化引起内摩擦角变化量较小,复合土体的变化量和无根素土相差不大。(3)较低偏应力作用下,复合土体和无根素土均表现为稳定蠕变,区别在于瞬时变形之后无根素土的蠕变速率急剧减少至0,复合土体缓慢减小至0,最后两者都趋于稳定;中等偏应力作用下,两者差别较大,无根素土率先破坏,表现为非稳定变形,复合土体表现为稳定变形,但是随着时间增长,可能会出现因根系拉断导致的阶跃型变形;较高偏应力作用下,复合土体和无根素土都发生非稳定蠕变,直至试样破坏。(4)在一定时间范围内无根素土的蠕变变形量明显大于复合土体,根系含量越高,蠕变变形量越小;复合土体的蠕变速率比较小,在试验根系含量范围内,根系含量越高,蠕变速率越小,延缓土体蠕变变形效果越好。(5)含水率不影响复合土体的蠕变形式,对复合土体轴向变形量影响较大,在试验含水率范围内,同一偏应力作用下,含水率越大,蠕变变形越大。在试验含水率范围内,初始含水率越小,复合土体的蠕变变形速率越小,变形达到稳定的时间越长。
【图文】：

1 绪论的过程，土的蠕变研究在岩土力学中占有重要地位，从机理上来说，蠕变是指土体结构在一定的应力作用下不断调整所导致的土体变形随时间的发展过程。从蠕变特征来看，维亚洛夫 CC[57]指出土体的蠕变根据蠕变速率的变化，可以分为两种类型的蠕变过程，一是稳定蠕变过程，，二是非稳定蠕变过程。两种典型的土体蠕变发展曲线如图 1-1 所示。

进行三轴剪切试验和三轴蠕变试验，分析力学特性和蠕变特性的变化规律，具体研究技术路线如图1-2 所示。图 1-2 技术路线Figure1-2 The technical route
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD167

【参考文献】

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本文编号：2692757