基于混合物法则根土复合体本构模型的研究

为探究根土复合体的应力-应变关系,将其视为两相体,根系采用线弹性模型,土体采用邓肯-张模型,并考虑根系与土体之间的相对滑移关系,基于混合物法则建立根土复合体本构模型。通过素土与不同含根量的根土复合体三轴压缩试验,得到其应力-应变关系,通过单根拉伸试验得到根系的弹性模量。结果发现,(1)根土复合体的极限主应力差随含根量的增加先增加后减小,含根量0.3%为最优含根量。(2)单根的直径与抗拉力、抗拉强度符合幂函数关系,与弹性模量符合多项式关系。(3)通过反分析的方法,建立滑移关系,得到模型计算值的应力-应变关系,发现模型计算值与试验值的拟合度(R^(2))为0.96。该研究为根土复合体本构模型的建立提供新思路,并为根土复合体的数值分析提供参数。

张家口地区高羊茅根系对浅层边坡的力学固土研究

为了建立根土复合体抗剪强度极限值估算模型,本研究通过高羊茅根系拉拔试验研究,基于室内直剪试验测定的根土复合体抗剪强度参数对Wu模型进行修正,并通过修正后的Wu模型确定高羊茅根系附加黏聚力的增长情况。结果表明:不同土体及不同植被的θ值不同,θ值与法向压力及含水率有关,且θ角度的变化随根面积比的增大而增大;夹角系数k随含水率的增高先增大后减小,其峰值点也会随含水率的增大而提高;平均拉拔强度与高羊茅根系直径呈现幂函数关系;根土复合体抗剪强度破坏趋势和素土大致相同,剪应力略高于素土。本研究为快速量化根土复合体的抗剪强度及评估植被稳固浅层边坡稳定性提供了理论支撑,为稳固浅层滑坡问题提供了解决方案。

微型桩护坡和微型桩-植被协同护坡的模型试验对比研究

为探究在荷载条件下不同工况边坡位移以及土压力的变化情况,文中以研究工程为背景,依据相似理论进行模型试验,设置微型桩护坡、微型桩-植被协同护坡两种不同的工况,通过在坡顶施加竖向荷载,边坡在桩前桩后不同深度处布置土压力盒以及应变片的方式,监测微型桩桩身弯矩分布规律以及微型桩-植被的协同护坡的护坡机理。结果表明,协同护坡组桩身弯矩在相同荷载条件下,相较于微型桩护坡组下降了78.86%,整体与桩后土体脱离速度下降了67.03%;微型桩护坡组最终边坡破坏是由土体破坏所导致的,而协同护坡组则是因为微型桩-土体的共同受力破坏。

不同坡比条件下生态袋防护边坡降雨入渗试验研究

以张家口某粉质黏土边坡为原型,设计了两种坡比(42°,59°)在特大暴雨(140.4mm/12h)条件下使用生态袋防护的降雨边坡模型试验。观测边坡各主要位置的体积含水率、孔隙水压力的变化趋势,分析不同坡比边坡的强降雨入渗规律以及生态袋对边坡的防护效果。结果表明:以坡体中相同位置达到饱和的时间为界,42°坡比比59°坡比的边坡饱和速度快32%;比较两种坡比条件下的入渗速率,均是坡面最快,坡底次之,坡顶最慢;生态袋在强降雨条件下能够起到防护作用,边坡各位置体积含水率的增长速率在降雨中后期都会受到不同程度的遏制,并且生态袋在较缓边坡的防护作用更好;强降雨条件下,较缓边坡坡底的体积含水率与孔隙水压力峰值变化率最大,说明较缓边坡的坡底更易受到雨水侵蚀,是需要进行滑坡防护的重点。