护坡植物根的力学作用及其数值分析

本文利用FLAC2D软件,基于对粘土区植物斜坡的调查,选取一坡高8m、坡比为1:0.75的边坡,分别设置1m、2m、3m与水平面夹角0°、18.5°、53°、55.5°、60°的单根及组合根,数值模拟计算得出植被边坡应力场重分布,边坡下部以剪切屈服为主,上部主要表现为拉张屈服;剪应力在局部分布集中,随根系分布方式及数量的增多,剪应力向坡底扩散和转移;水平向位移最大值出现在坡底及向上部位,水平向位移最大处剪应变也最大;大量数值模拟计算发现随根长增加边坡稳定性系数增大,但只是在一定范围内植物根系加固边坡效果明显;植被边坡单根最利于边坡稳定的入土方向是与水平面夹角成55.5°,组合根植入方式为主根垂直坡面方向、一条侧根与水平面夹角为30°、另一条侧根与水平面锐夹角成55.5°方向。研究结果为工程中评价护坡植物根对坡体稳定性的提高及人工干预植物根系生长方向提供理论依据,具有工程应用价值。