植物护坡原理与数值模拟研究PDF电子书下载

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1植物根系固土作用原理与模型研究 2

1.1理论模型 2

1.1.1 Wu模型和倾斜根系模型 2

1.1.2位移模型型 4

1.1.3纤维束模型 7

1.1.4根束增强模型 9

1.1.5能量模型 10

1.1.6渐近均匀化模型 12

1.2数值模型 18

1.2.1有限元数值模型 18

1.2.2离散元数值模型 22

1.3展望 25

2根系生物力学特性研究——以花棒和沙柳生物力学特性研究为例 30

2.1材料与方法 30

2.1.1研究区域概况 30

2.1.2单根拉伸试验 31

2.2结果与分析 34

2.2.1单根根系生物力学特性 34

2.2.2整株根系垂直拉拔试验结果 38

2.3讨论 40

2.3.1单根的力学性质与直径的关系 40

2.3.2拉伸试样预处理对试验结果的影响 41

2.3.3影响整株根系最大垂直拉拔力的因素 42

2.4结论 43

3根-土界面摩擦特性研究——以花棒和沙柳根-土界面摩擦特性研究为例 47

3.1材料与方法 47

3.1.1研究区域概况 47

3.1.2试验材料采集与特性 47

3.1.3试验土壤制备 47

3.1.4试验仪器与试验方法 48

3.1.5直剪摩擦试验的有限元数值模拟 49

3.2结果与分析 52

3.2.1摩擦界面类型对摩擦特性的影响 52

3.2.2土壤含水率对摩擦特性的影响 52

3.2.3根-土界面抗剪强度和垂直荷载的关系 54

3.2.4根-土界面剪应力与剪切位移的关系及其数值模拟 56

3.3讨论 57

3.3.1摩擦界面类型与土壤含水率对摩擦特性的影响 57

3.3.2不同界面摩擦特性的数值模拟 62

3.4结论 64

4根-土复合体力学特性研究——以花棒根-土复合体力学特性研究为例 66

4.1材料与方法 66

4.1.1花棒根-土复合体直剪试验有限元数值模型 66

4.1.2根系表观黏聚力的计算 71

4.1.3花棒根-土复合体直剪验证试验 72

4.2结果与分析 72

4.2.1根系表观黏聚力与根截面积比 72

4.2.2花棒根-土复合体抗剪强度相对于素土抗剪强度的增长率 73

4.2.3花棒根-土复合体剪应力与剪切位移 75

4.2.4数值模型的试验验证 75

4.3讨论 77

4.3.1根系提高土壤抗剪强度的影响因素 77

4.3.2根-土复合体的直剪试验与数值模拟 78

4.4结论 79

5根系固土在边坡稳定中的应用——以宁夏贺兰山3种水土保持乔木树种为例 83

5.1材料与方法 83

5.1.1研究地点 83

5.1.2土壤和单根的获取 83

5.1.3根-土复合体的三轴压缩试验与土水特征曲线的获得 84

5.1.4边坡稳定性有限元计算模型的建立 87

5.2结果与分析 92

5.2.1单根力学特性 92

5.2.2根-土复合体的力学特性 95

5.2.3不同坡度和降雨强度条件下的边坡破坏时间 97

5.2.4降雨条件下的边坡破坏位移 102

5.3讨论 104

5.3.1影响植物单根力学特性的因素 104

5.3.2植物根系对根-土复合体力学特性的影响 105

5.3.3土水特征曲线的获取方法 106

5.3.4边坡降雨入渗过程与边界条件 107

5.3.5植物根系对土壤的固持作用 108

5.3.6植被对边坡破坏位移的影响 109

5.4结论 109

参考文献 111

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