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植物根系吸水对非饱和土边坡稳定性影响的分析

钟彩尹  崔鹏  朱帅润  卿毅伟  吴礼舟  
【摘要】:为了量化植物根系吸水对非饱和土边坡稳定性的影响及为植被护坡的植物种类选择提供参考,采用COMSOL Multiphysics建立二维边坡,模拟不同根系形态、根长及降雨条件下的根系吸水引起的非饱和土边坡孔隙水压力的分布变化,并采用极限平衡理论对边坡稳定系数进行定量计算。结果表明:指数形根系吸水产生的吸力最大,比裸坡增大4.2倍,抛物线形根系吸水产生的吸力最小,但仍比裸坡增大2.7倍;根系越长吸水影响深度越大;根系越短,产生的吸力越大,且吸力在边坡表面的变化越显著;短期降雨后,含根系边坡吸力比裸坡高12~20 kPa;指数形根系对非饱和土边坡稳定性提高贡献最大,比裸坡提高1.54倍,抛物线形最小,但仍比裸坡稳定性提高1.36倍。根系吸水对非饱和土边坡的稳定性提高有积极作用,在采用植被护坡的方式时,应优先考虑指数形根系的植被。

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