植物根系生长形态对膨胀土边坡土体抗剪强度的影响

• 作者: 李珍玉 欧阳淼 肖宏彬 林宇亮 杨果林
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 膨胀土边坡 香根草根系 人工调控方法 根系生长形态 抗剪强度
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 页码范围: 181-189
• 页数: 9页
• 分类号: TU44
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2022.01.013

摘要

为了提高膨胀土边坡土体抗剪强度,增强植物根系在膨胀土边坡土体中的力学效应,提出用植物根系作为加筋材料防治膨胀土边坡的浅层失稳,调控植物根系在边坡土体中的生长分布方法.基于WU氏模型推导植物根系分布角度与膨胀土边坡土体抗剪强度增量的关系,构建1个膨胀土试验路堤边坡以模拟工程边坡实际情况,采用人工调控的方法调控香根草植物根系在膨胀土边坡土体中的分布,并与自然生长条件下根系相对比.研究结果表明:植物根系生长的角度对膨胀土边坡土体的抗剪强度影响较大,往膨胀土边坡上坡向生长的植物根系越多,其提高边坡土体抗剪强度的能力越强;通过人工调控作用,膨胀土边坡上坡向根系数量增加351.16％,且上坡向根系分布角由55°增大到75°;在自然生长条件下,65％左右的香根草根系偏向膨胀土边坡下坡向生长,上坡向生长的根系细短且稀疏,根径主要分布在0.8～2.0 mm之间;在人工调控条件下,香根草在膨胀土边坡的上坡向大量增生2级根和3级根,根系数量增幅为63.93％～361.76％;在自然生长条件下,单株香根草根系可使膨胀土边坡土体的抗剪强度提高5.28～8.62 kPa,而通过人工调控后香根草根系相较于自然生长条件下香根草根系,膨胀土边坡抗剪强度提高233.14％～294.08％.该研究结果可为膨胀土边坡生态防护工程提供参考.