指数分布型根系根-土复合体强度特性研究

指数分布型是排土场护坡植物根系中十分常见的根型，为进一步揭示根-土复合体固土护坡的内在机理，针对现有数值模拟方法不易还原自然条件下根系真实形态的问题，结合土工试验，优化数值模拟方法，研究了细观尺度下指数分布型根系根-土复合体的力学强度特性，结果表明：根-土复合体试样表现出与素土不同的颗粒位移特征，根系的存在能够显著提高土体的整体性，根的张拉作用限制了土体的侧向变形；构建的根-土复合体离散元模型可以较好地反映含根系土壤的力学效应，根系内部应力主要集中于剪切平面附近的根系部，各垂直荷载下未发现根系整体贯通断裂，断裂整体上呈现出在剪切平面集中、土体内零星分布的特点；素土试样的剪应力-剪切位移曲线呈现出带有波峰的应变软化趋势，而根-土复合体试样呈现出无波峰的应变硬化趋势；草本植物根系主要增大了根-土复合体的黏聚力，对内摩擦角的影响不明显。研究成果对于深入了解根土相互作用加固土壤的机理和推进根-土复合体的数值模拟研究具有重要的参考意义。