根直径及干湿循环对根土复合体抗剪强度影响的试验研究

摘要

探究植被根系对土体的加固效应及干湿循环对根土复合体强度的劣化机制，为边坡生态治理及灾害防治提供帮助。开展了不同根直径及干湿循环的根土复合体三轴试验，利用电子显微镜对根土复合体的微观结构进行分析。研究结果表明：新鲜根、饱和根和干燥根的抗拉强度随直径的增大呈幂律减小。干燥根的抗拉强度最大，其次是新鲜根和饱和根。根土复合体的应力—应变曲线表现为持续硬化。随着应变的增大，偏应力先迅速增大后缓慢增加，最终保持稳定。随着根直径的增大，根土复合体的抗剪强度先增大后减小。根直径过小或过大，根对土壤的加固效果减弱。根系显著改变土壤黏聚力，对内摩擦角影响较小。抗剪强度随围压的增加而增大，随干湿循环的增加而减小。随着干湿循环次数的增加，抗剪强度和黏聚力呈线性下降，土颗粒团聚体分解，土体裂缝和孔隙面积呈指数增长。根土复合体的破坏形式为剪胀破坏。考虑干湿循环，修正的根土复合体强度预测模型是有效的，预测结果与试验数据吻合较好。

关键词

根土复合体 / 根直径 / 干湿循环 / 三轴试验 / 抗剪强度