基于Griffith断裂准则的根系固土力学模型

编号 zgly0001732894

文献类型 期刊论文

文献题名 基于Griffith断裂准则的根系固土力学模型

作者 眭子凡  易文 

作者单位 中南林业科技大学土木工程学院 

母体文献 中南林业科技大学学报 

年卷期 2021,41(06)

页码 167-174

年份 2021 

分类号 S157 

关键词 植物根系  断裂韧性  力学模型  抗剪强度 

文摘内容 【目的】土体抗剪强度增量?S是衡量植物根系固土效果的重要指标,针对目前计算?S的力学模型精度不高、计算过程复杂等问题,本论文对根系固力学模型进行改进,以期提高生态边坡稳定性分析的准确性。【方法】本文运用断裂力学与功能原理,探究植物根系破坏失效模式,提出基于Griffith断裂准则下的根系固土力学模型。选用寒旱环境下代表护坡植物霸王Zygophyllum xanthoxylon、柠条锦鸡儿Caragana korshinskii根-土复合体的直剪试验数据,采用回归分析方法分析其根径与抗拉指标间的相关性,验证根系固土力学模型的合理性、有效性。【结果】理论分析表明,植物根系对土体抗剪强度增量与根系断裂韧性G_p决定,可表示为?S=kG_p,其中G_p由植物根径、根系弹性模量及土体横截面积等参数决定。直剪试验数据分析结果显示,植物根径与抗拉力呈线性关系,与抗拉强度呈幂指数关系。根系在剪切破坏失效过程中,表现为断裂、拔出及滑移3种状态,其中断裂主要发生在根径较小的侧根处。【结论】直剪试验数据验证的结果表明,构建的根系固土力学模型简便可靠,土体抗剪强度增量的预测误差值保持在15%左右,精度较高,可为根系固土力学效应预测及生态边坡稳定性评价提供理论依据,具有广泛的应用前景。