紫穗槐根土复合体特征对黄土边坡稳定性的影响

作     者：张艳杰 庞清刚 刘洋 陈啸海 彭奕铠 王晶 Zhang Yanjie;Pang Qinggang;Liu Yang;Chen Xiaohai;Peng Yikai;Wang Jing

作者机构：长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064 

出 版 物：《水土保持通报》 (Bulletin of Soil and Water Conservation)

年 卷 期：2024年第44卷第4期

页      面：33-44页

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 090707[农学-水土保持与荒漠化防治] 0907[农学-林学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 

基　　金：山西路桥集团重点科研项目“黄土地区公路边坡生态防护及排水一体化技术研究”(220221210775) 

主　　题：边坡防护 紫穗槐 根土复合体 数值模拟 边坡稳定性 

摘      要：[目的]研究含水率、含根量及根系布置方式对根土复合体抗剪强度影响,揭示紫穗槐根系对黄土边坡加固机理,为黄土边坡生态防护及提高坡面稳定性工程实践提供科学参考。[方法]利用ZJ型应变控制式直剪仪进行紫穗槐根土复合体剪切试验,以无根系土为对照,分析不同含水率、含根量和布根方式对抗剪强度影响;应用FLAC 3D软件模拟紫穗槐根系分布方式对黄土边坡稳定性影响。[结果](1)随着含水率增加,抗剪强度指标黏聚力和内摩擦角均降低。(2)随着含根量增加,抗剪强度在不同含水率条件下表现出不同规律。当含水率为9.31%时,抗剪强度随着根面积比(RAR)增加呈先增加后减小的趋势,在RAR为0.15%时,抗剪强度达到最大值;当含水率为15.65%和17.44%时,抗剪强度随着RAR增加而增加。(3)“卄形布根方式能显著提高根土复合体抗剪强度,当含水率为17.44%时,卄形布根与无根土相比,平均抗剪强度增加31.81 kPa。(4)数值模拟结果表明,根系长度、主根与铅垂方向的夹角均与稳定性呈正相关关系。[结论]通过室内试验和数值模拟研究表明,紫穗槐能较好提高黄土边坡稳定性,紫穗槐交错种植,防护效果更佳。