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植被混凝土基材下的根-土復(fù)合體直剪試驗(yàn)數(shù)值模擬研究

李燦; 周海清; 趙尚毅; 彭岳; 王慶鑫; 宋強(qiáng)輝 陸軍勤務(wù)學(xué)院軍事設(shè)施系巖土力學(xué)與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 重慶401311; 重慶科技學(xué)院; 重慶401311; 中建隧道建設(shè)有限公司; 重慶401147; 重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院; 重慶400042

關(guān)鍵詞:數(shù)值模擬 有限元法 plaxis 植被混凝土 

摘要:針對(duì)目前對(duì)根系加強(qiáng)植被混凝土基材抗剪強(qiáng)度作用機(jī)理的研究不足的現(xiàn)象,同時(shí)為了減少試驗(yàn)成本及保護(hù)根系,采用有限元方法對(duì)植被混凝土基材下的根-土復(fù)合體直剪試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬,分別研究了5種不同根截面比(RAR)對(duì)和不同垂直壓力對(duì)根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果表明:植被混凝土根-土復(fù)合體符合摩爾-庫(kù)倫強(qiáng)度準(zhǔn)則,根系能夠明顯提升土體的抗剪強(qiáng)度;隨著根截面比(RAR)的增加,根系表觀黏聚力增加,兩者呈線性關(guān)系(R^2> 0.95);在同一垂直壓力下,根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度相對(duì)于不含有根系土體的增加率隨著根截面比增加而增加,兩者呈對(duì)數(shù)關(guān)系(R^2> 0.99);在同一根截面比(RAR)下,根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度相對(duì)于不含有根系土體的增加率隨著垂直壓力增加而減小,兩者呈反比例關(guān)系(R^2> 0.94)。數(shù)值模擬結(jié)果揭示了根系在植被混凝土基材下的作用機(jī)理,同時(shí)節(jié)省大量的試驗(yàn)工作量,為根系加強(qiáng)植被混凝土抗剪強(qiáng)度的研究提供一種可行方法。

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