植物根系固坡作用的试验与计算

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1、万方数据第20卷第5期2007年9月中国公路学报ChinaJournalofHighwayandTransportV01．20No．5Sept．2007文章缡号：1001—7372(2007)05—0007—06植物根系固坡作用的试验与计算邓卫东1，周群华2，严秋荣1(1．重庆交通科研设计院，重庆400067}2．华杰工程咨询有限公司，北京100029)摘要：为了从力学机制上探讨植物根系的锚固作用，采用室内大型直剪试验和数值分析方法，对植物根系锚固的有关规律进行分析。研究结果表明：根系的加入不仅改变了土的抗剪强度曲线形态，而且形成了根系复合土

2、，提高了土体抗剪强度；不同的根系分布形态、分布住置对根系土强度和边坡稳定性的影响不同，根系住于边坡中上部可以获得更好的固坡效果；总的来说，植物根系具有比较明显的固坡作用。关键词：道路工程I边坡锚固；数值分析；植物根系中图分类号：U416．14文献标志码：ATestandCalculationofEffectofPlantRootonSlopeConsolidaIionDENGWei—don91，ZHOUQun-hud，YANQiu—ton91(1．ChongqingCommunicationsResearchandDesignInstitut

3、e，Choagqing400067，China；2．H埘ieEngineeringandConsultationLtd．Befiing100029，China)Abstract：Inordertodiscussthereinforcedeffectofplantrootfromtheaspectsofmechanicalmechanism，authorsanalyzedtherulethathowp[antrootsreinforcedtheslopebydirectsheartestandnumericalanalysismethod．Th

4、eresearchindicatesthataftertheplantrootsextendintosoil，theymodifiedthecurveofsoilshearstrengthandthetWOmaterialscreatecomplexsoilwhichimprovethesoilshearstrength．Strengthandslopestabilityofcomplexvarywithrootdistributingformandrootdistributingstate；theplantrootreinforcingef

5、fectwillbebetterwhentheplantrootsonthemiddleupwardsofslope．Theplantrootcanimprovetheslopestabilityob—viously．Keywords：roadengineering；slopeanchor；numericalanalysis；plantroot’0引言植物根系扎入岩土体内，形成乱向分布的锚固系统，能起到固土护坡的作用。随着时间的推移，植物根系进一步发育生长，锚固的作用会越来越强。人们已在感性上认识到植物根系固土护坡的优越性，并在工程实践中，开

6、始利用植物进行边坡的防护与加固，但有关的研究还不深入。已有的研究多从植物的生态效应、植物的防护技术、植物根系本身的特性等方面进行研究n’7]，对植物根系锚固作用的研究很少睁”]。本文中笔者采用室内大型直剪试验和数值分析方法，对植物根系的锚固作用进行分析，进一步分析其作用机理，这对合理利用和发挥植物根系作用或根据其作用机理发展新的边坡防护与加固途径具有积极的意义。1植物根系形态实际植物根系在土壤中的分布形态非常复杂。收疆日期：2007—01+09基盘项目：国家西部交通建设科技项目(200431874010)作者衙介：邓卫东(1963·)，男t四

7、川沐川^，研究员，工学博士，E—mailzdengweidon$r@ccrdi．cmhLCOrn．万方数据8中国公路学报2007生Lemke按照根系的形态特征，将植物根系归纳划分为主直根型、散生根型(斜生根型、心状根型)和水平根型3种形态，如图l所示。(a)主直根型(b)敷生根型(cl水平裉型围1植物根系的形态类型FIg．1ShapeTypesofPlantRootinSoil主直根型的垂直根在整个根系中占优势，其深入土层可达3～5m。在松、栎等类树种中，主直根系最为常见，如油松、栓皮栎、杨树、白榆等。散生根型没有明显的主根，而是若干支原生和

8、次生根，大致以根颈为中心，向地下各个方向辐射状发展，并由此扩展而成网络状结构的、纤细的吸收根群，如槭、冷杉、杉木等树种。水平根型主根不发达，侧根或不定根长度远超过主