根土复合体抗剪强度试验研究

【摘要】随着我国基础设施建设的不断发展,在建设过程中采用工程技术和生态技术相结合的方法来满足工程和生态环境要求的新技术受到越来越广泛的重视。作为这种新方法之一的植物护坡技术,其经济和环保优势正在工程建设中日益显现。国内外针对植物根系和土体组成的复合体的研究正方兴未艾,并取得了诸多可喜的研究成果。但过去的研究大多仍停留在定性分析阶段。对根与土体相互作用理论的研究,国外学者提出了多种理论假设,国内学者也多有借鉴分析,不过其计算理论仍然远不能满足工程实际需要。因此,进一步开展根-土相互作用机理的研究,并建立合理的根土复合体抗剪强度计算模型,是解决植物边坡稳定分析相关问题的前提。本文在国内外已有的研究基础上,以香根草、湖南本地黏性土组成的根土复合体为研究对象,依托国家自然科学基金项目“高强度林草混交根系成型机理与边坡根系土体加固机制研究”(项目号：31270671,2013.01-2016.12)、国家林业局948项目“林草一体化高稳定性生态护坡技术引进”(项目号：2012-4-76,2012.01-2015.12)和湖南省自然科学基金资助项目“植物边坡力学特性研究”(项目号：12JJ5015,2012.01-2014.12)等开展相关研究。本文将通过一系列针对香根草跟土复合体的直剪实验,研究不同植株密度条件下根土复合体的抗剪强度特性。研究工作的主要内容和取得的创新成果如下：1、香根草根系分布规律研究：通过对三株在试验箱中生长了一年的香根草根系进行检测分析,选取了根系的总横截面积随深度变化的关系、根系的数量随深度变化的关系及同一深度的不同直径的根数占本深度根数总量的百分比等三个指标来描述根系分布形态。依据这三个指标可比较全面地描述各深度处不同直径根系的数量和根系面积的分布规律。在此基础上,开展不同深度根土复合体抗剪强度特性和生态护坡稳定研究。2、植物根系抗拉强度研究：基于对香根草根系抗拉强度的系列拉伸试验,研究了根系抗拉强度随其直径和长度而变化的规律。试验结果表明,随着根径和长度的增长,抗拉强度逐渐下降,根径的影响更加明显。在此基础上,改进了现有的根系抗拉强度计算模型,并给出了针对香根草的模型参数。计算结果和实测数据非常吻合,证明了该理论模型的可靠性,为根土复合体抗剪强度研究和生态护坡稳定分析提供了理论基础。3、根土复合体抗剪强度特性研究：通过对不同植株密度的根土复合体的直剪试验,基于已有的根土复合体抗剪强度计算方法,建立了两种可行的计算分析模型,并得到了如下结论：①根系的存在明显地增强了复合体的抗剪强度。其中香根草根系对根土复合体的粘聚力的增长比较明显,而对其内摩擦角的增幅相对较小。②根土复合体的粘聚力变化的大小与素土的抗剪强度有关。在根数和根径相同的情况下,素土抗剪强度越高,则复合体因根系所增加的粘聚力的增幅就越大。③根土复合体的含水量越低,根系对强度的增长作用越大。④随着根系数量的增加,根土复合体的粘聚力和内摩擦角的增长并不是按线性变化的。当根系横截面积超过一定比例后,增加根系数量,粘聚力增加的幅度会减小。⑤对于不同直径的根系需要采用不同的计算模型进行分析,才能使其计算结果更符合实际情况。需要特别指出的是草本植物和木本植物的根系对根土复合体的抗剪强度的贡献是不同的。
【作者】赵亮；
【导师】肖宏彬；
【作者基本信息】中南林业科技大学，结构工程，2014，硕士
【关键词】植物边坡；根土复合体；Riproot模型；根系抗拉强度；香根草；

【参考文献】
[1]朱丹.任务型教学法在中职药学英语中的应用研究[D].鲁东大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[2]张宁.含噪声系统的双时标自适应控制[J].自动化学报,1990,06:529-532.
[3]饶伟.吉南—辽东成矿带找矿预测研究[D].吉林大学,地质工程,2013,硕士.
[4]卞利锋.某医院康复楼电气照明系统的设计与研究[D].长安大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[5]俞伦鹏,刘世昌.材料红外辐射特性的评价方法[J].宇航计测技术.1997(06)
[6]夏周措.《莎士比亚戏剧》藏译研究[D].西北民族大学,中国少数民族语言文学,2012,硕士.
[7]HeYuanyuan.A Study on the Translation of Enterprise Profiles from the Perspective of Skopostheorie[D].西安外国语大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[8]伍兵.镁离子及其转运蛋白SLC41A1、MagT1、CNNM2的基因表达在6-OHDA诱导的PD模型大鼠中的变化及意义[D].福建医科大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[9]豆荣刚.基于异构信息的债券知识服务的研究与实现[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[10]李伟.论WTO争端解决机制的发展与改革[D].中国政法大学,国际法学,2004,硕士.
[11]杨建云.公司治理对上市公司内控缺陷披露的影响研究[D].首都经济贸易大学,会计学,2014,硕士.
[12]汪洪.重整化群方法的发展及对t-J模型的应用[D].安徽大学,理论物理,2004,硕士.
[13]李阳.新建本科院校校园文化的变革研究[D].浙江理工大学,思想政治教育,2013,硕士.
[14]陈斯芝.环境因子对铜绿微囊藻生长及生化组成的影响[D].上海大学,环境工程,2013,硕士.
[15]刘克.高速公路的路段行程时间估计与预测方法研究[D].北京交通大学,系统工程,2013,硕士.
[16]程大伟.我国葡萄属野生种数据描述规范初步研究[D].河南科技大学,园艺（专业学位）,2013,硕士.
[17]谢园园.“教育技术”微博圈知识扩散网络结构研究[D].华中师范大学,教育技术学,2013,硕士.
[18]王美静.农村脆弱儿童社会福利体系建构的探索性研究[D].南京师范大学,社会学,2012,硕士.
[19]栗浩然.56例剖宫产腹壁瘢痕子宫内膜异位症临床资料分析[D].郑州大学,妇产科学（专业学位）,2013,硕士.
[20]武森,高学东.高维稀疏数据聚类的CABOSFV算法[A]..第七届北京青年科技论文评选获奖论文集[C].:,2003:1.
[21]刘帆.地震波阻抗反演在文家坡井田地质研究中的应用[D].西安科技大学,地质工程,2014,硕士.
[22]陈浩.大学生马克思主义信仰研究[D].南京航空航天大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[23]张吉美,叶婷,王辉.蓄热式钢包烘烤装置自动控制系统的应用[J].冶金自动化,2009,01:60-62+65.
[24]江斌.小型四旋翼低空无人飞行器综合设计[D].浙江大学,系统分析与集成,2013,硕士.
[25]郑烨.2013国务院《政府工作报告》结构助词“的”的英译策略语料库研究[D].北京外国语大学,翻译,2014,硕士.
[26]孙勤刚,杨博,罗志平.武钢2号高炉无料钟炉顶布料模式的优化[J].炼铁.2001(S2)
[27]张文波.高中英语复习课自主学习学案的研究[D].山东师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[28]黄婷婷.伊斯兰极端分子的身份认同[D].北京外国语大学,阿拉伯语语言文学,2014,硕士.
[29]袁理.西霞院水库复合坝渗流安全评价[D].长沙理工大学,水利水电工程,2013,硕士.
[30]赵斌,戴英侠.基于Unix系统调用的数据挖掘算法[J].计算机工程,2004,03:22-23.
[31]崔玉琴.战后国民政府黄金政策及实践研究[D].华中师范大学,中国近现代史,2013,硕士.
[32]杨平.万比洛夫剧作《长子》的社会、文化语言学解读[D].大连海事大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[33]王琳.Y通信公司呼叫中心劳务派遣员工职业生涯管理研究[D].云南大学,工商管理,2012,硕士.
[34]田亚伟.大学生就业中社会资本动员的个案研究[D].南京农业大学,社会学,2011,硕士.
[35]纪忆.新型碳材料在油水分离和光催化等方面的应用研究[D].华东交通大学,2014.
[36]郭瑞芳.山西兴县方言带量度形容词的两种句法结构[D].华中师范大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[37]郝珺.北京市基本医保引入商保管理的可行性及策略研究[D].中国人民解放军军事医学科学院,公共卫生,2013,硕士.
[38]张建.动态硫化IIR/PA TPV的制备与研究[D].北京化工大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[39]潘月.IT企业员工离职因素与吸职对策研究[D].吉林大学,工商管理,2012,硕士.
[40]田玉平,冯纯伯.区间系统鲁棒稳定性的有限检验[J].自动化学报,1997,04:99-102.
[41]顾聚兴.超光谱地雷探测计划[J].红外,2002,05:32-36.
[42]苏哲哲.中国出口贸易的隐含碳测算及因素分解分析[D].中国矿业大学,数量经济学,2014,硕士.
[43]陈克伟.动力装置隔振系统动态特性分析及实验研究[D].山东大学,车辆工程,2013,硕士.
[44]赵红蕾.上市公司持续经营能力对审计意见的影响研究[D].中国矿业大学,会计学,2014,硕士.
[45]田中子.美术教育的“新视野”—常德市城乡结合部小学生美术学习行为调查报告[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[46]田井才.珠江三角洲经济发展模式及提升竞争力对策研究[D].吉林大学,国民经济学,2004,硕士.
[47]郭莹莹.基于边缘特性的带约束曲面拟合的图像放大[D].山东大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[48]周之沛.异化翻译策略在小说翻译实践中的应用[D].北京外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[49]成晓宁.基于灰色理论的网络购物预测系统及应用研究[D].河北经贸大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[50]赵雯君,支希哲.文化视野下中美高校社会捐赠的差异比较[J].生产力研究,2014,07:155-157.