3D打印弯曲根系拉拔力学特性试验研究

• 作者: 丁瑜 彭博识 夏振尧 刘振贤 刘楚鑫
• 来源期刊: 水文地质工程地质
• 关键词: 3D打印 弯曲根系 拉拔试验 根土相互作用 峰值拉拔力
• 年，卷（期）: 2024,（1）
• 页码范围: 82-90
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202212045

摘要

天然根系具有不同弯曲形态，对根土相互作用特性影响极大。以往研究多将根系视为顺直，未充分考虑弯曲根系拉拔受力变形特征、破坏模式。利用3D打印技术制作弯曲根系，开展3种根径（2.0,3.5,5.0 mm）、5种弯曲度（1.00,1.05,1.10,1.15,1.20）的根系拉伸、拉拔试验，探索弯曲根系的拉拔力学特性。结果表明：根系拉伸特性受到弯曲结构和自身材料性质共同影响，根系最大拉伸力、拉伸变形刚度随弯曲度增加而减小，随直径增加而增大；根系峰值拉拔力随弯曲度增加呈先增大后减小，弯曲度1.15时最大，峰值拉拔位移呈类似变化趋势；弯曲根系齿肋挤压土体形成啮合作用，有助于增强根土相互作用；弯曲细根系的拉伸力和拉伸刚度低，更容易与土体协同变形承担拉拔荷载。弯曲根系受力变形与直根系差异极大，研究结果可为弯曲形态根系固土评价提供理论参考。