本文關(guān)鍵詞： 植被護(hù)坡 根系抗拔 邊坡淺層穩(wěn)定性 分形 ABAQUS　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：植被護(hù)坡技術(shù)雖然在國(guó)內(nèi)已獲得廣泛的應(yīng)用,但植被護(hù)坡工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,尤其是工程運(yùn)營(yíng)期力學(xué)穩(wěn)定性仍然備受質(zhì)疑,現(xiàn)有的研究成果對(duì)此也未能給出很好的解答�？傮w來(lái)看,針對(duì)植被護(hù)坡技術(shù)的長(zhǎng)期有效性研究,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。鑒于此,本文對(duì)護(hù)坡灌木根系與土體之間相互作用力學(xué)機(jī)理從時(shí)間尺度展開(kāi)研究,通過(guò)理論推導(dǎo)、室內(nèi)試驗(yàn)及數(shù)值模擬方面分析了植被邊坡長(zhǎng)期穩(wěn)定性、灌木根系抗拔能力的影響因素以及灌木形態(tài)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,取得了主要成果有:(1)在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,指出灌木粗根是逐漸生長(zhǎng)的活生物體,并不等同于一般工程錨桿,具有明顯的時(shí)間效應(yīng);將其假設(shè)成全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿未考慮抗拔能力隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程;(2)分析了灌木根系在徑向生長(zhǎng)時(shí)整株抗拔力的增加情況;對(duì)此建立力學(xué)模型,推導(dǎo)出基于灌木深根徑向生長(zhǎng)的錨固力公式;并將計(jì)算結(jié)果與已有文獻(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,證實(shí)了抗拔力與時(shí)間呈冪函數(shù)關(guān)系。(3)對(duì)根系與邊坡相互作用的力學(xué)模型進(jìn)行論述,討論基于根系縱向生長(zhǎng)時(shí)力學(xué)模型的適用性,探究不同錨固深度情況下穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算方法;運(yùn)用公式對(duì)某工程實(shí)例進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果顯示邊坡的穩(wěn)定性持續(xù)提升,與實(shí)地觀察結(jié)果相符,證實(shí)模型合理,為植被邊坡長(zhǎng)期有效性提供了理論依據(jù);(4)室內(nèi)正交試驗(yàn)結(jié)果表明,側(cè)根數(shù)量是影響根系豎向抗拔力的最主要因素,對(duì)根系的豎向抗拔能力影響最大,其次是主根長(zhǎng)度、根周?chē)馏w重度,側(cè)根分枝角度對(duì)抗拔力影響最小。從力學(xué)角度看,發(fā)達(dá)的根系更有利于邊坡淺層穩(wěn)定,從時(shí)間尺度看,根系生長(zhǎng)過(guò)程中不斷分蘗出側(cè)根,加固效果會(huì)越來(lái)越好。(5)灌木根系的形態(tài)有明顯的的時(shí)間效應(yīng)。隨著時(shí)間推移,根系的分形維數(shù)隨之改變;根系的形態(tài)越復(fù)雜,分形維數(shù)越大。灌木根系能有效控制邊坡淺層變形,使得邊坡由"脆性破壞"轉(zhuǎn)"延性破壞",淺層穩(wěn)定性得到提高。植被灌木根系分形維數(shù)越大,邊坡的安全系數(shù)越大,最大塑性應(yīng)變?cè)叫?擬合結(jié)果顯示安全系數(shù)增幅與根系的計(jì)盒維數(shù)呈冪函數(shù)關(guān)系,最大塑性應(yīng)變減幅與之呈線性關(guān)系。
[Abstract]:Although vegetation slope protection technology has been widely used in China, the long-term stability of vegetation slope protection projects, especially the mechanical stability of engineering operation period, is still questioned. In general, the long-term effectiveness of vegetation slope protection technology is far from enough. In this paper, the mechanism of interaction between shrub roots and soil is studied from time scale. The long-term stability of vegetation slope is analyzed by theoretical derivation, laboratory test and numerical simulation. The influence factors of shrub root resistance and the influence of shrub morphology on slope stability have been obtained. On the basis of summing up the previous research results, it is pointed out that shrub thick root is a living organism growing gradually. It is not equal to the general engineering anchor, and has obvious time effect, and it is assumed that the full-length bonded anchor does not take into account the dynamic process of the change of pull-out ability with time.) the increase of the whole plant's pullout resistance of the shrub root system in radial growth is analyzed. A mechanical model is established, and the anchoring force formula based on the radial growth of deep roots of shrubs is derived, and the calculated results are compared with the results of field tests. It is proved that the relationship between pull-out force and time is a power function. The mechanical model of the interaction between root system and slope is discussed, and the applicability of the mechanical model based on the longitudinal growth of root system is discussed. This paper probes into the calculation method of stability safety factor under different anchoring depth, and calculates a project example by using the formula. The calculation results show that the stability of the slope continues to improve, which is consistent with the field observation results, and proves that the model is reasonable. The results of laboratory orthogonal experiments show that the number of lateral roots is the most important factor affecting the vertical pullout resistance of root system, and the main root length is the second. The soil around the root was heavy and the lateral root branching angle had the least influence on the pull-out force. From the mechanical point of view, the developed root system was more conducive to the stability of the shallow layer of the slope. From the time scale, the lateral root was continuously tilled out during the root growth. The morphology of shrub root system has obvious time effect. The fractal dimension of root system changes with time; the more complex the root form, the more complex the root system is. The larger the fractal dimension is, the more the shrub root system can effectively control the shallow deformation of the slope, which makes the slope change from "brittle failure" to "ductile failure", and the shallow stability is improved. The larger the fractal dimension of the vegetation shrub root is, the greater the safety factor of the slope is. The maximum plastic strain is smaller, and the fitting results show that the increase of safety factor is power function with the box-counting dimension of root system, and the maximum plastic strain decreasing amplitude is linear with it.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：Q948;TU43

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉友qV;;鋼筋網(wǎng)在土中極限抗拔力的理論計(jì)算探討[J];現(xiàn)代交通技術(shù);2008年05期

2 王寶勛,張憲潤(rùn);抗拔法測(cè)強(qiáng)曲線的建立與應(yīng)用[J];物探與化探;1997年02期

3 彭剛;;某工程抗浮錨桿樁達(dá)不到設(shè)計(jì)抗拔力的處理方法[J];資源環(huán)境與工程;2007年04期

4 潘殿琦,吳銀柱,吳麗萍;土層錨桿抗拔力的影響因素及其計(jì)算公式的修正[J];地質(zhì)找礦論叢;1999年02期

5 楊克己;李啟新;王福元;呂春暖;吳友斌;黃萍;;抗拔樁基的破壞機(jī)理和承載力的研究[J];海洋工程;1989年02期

6 李國(guó)峰;張德新;;螺桿樁技術(shù)設(shè)計(jì)與施工在長(zhǎng)春地區(qū)的應(yīng)用[J];吉林地質(zhì);2011年03期

7 徐彬;曾二賢;包永忠;馮云巍;;原狀土基礎(chǔ)剪切法抗拔設(shè)計(jì)的可靠度校準(zhǔn)分析[J];電力勘測(cè)設(shè)計(jì);2014年03期

8 范宇潔;萬(wàn)勝武;;預(yù)應(yīng)力錨索有效錨固長(zhǎng)度和極限抗拔力的計(jì)算[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2006年04期

9 吳西臣;;某黃土高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索極限抗拔力對(duì)比試驗(yàn)及支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];資源環(huán)境與工程;2013年01期

10 劉海笑;楊曉亮;;法向承力錨極限抗拔力特性[J];海洋工程;2006年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 何世鳴;李江;杜高恒;賈城;楊敏;柴平穩(wěn);;部分粘結(jié)預(yù)應(yīng)力抗拔(浮)樁試驗(yàn)研究及應(yīng)用[A];第十四屆全國(guó)探礦工程（巖土鉆掘工程）學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

2 王離;;抗拔管樁的承載力及結(jié)構(gòu)構(gòu)造[A];預(yù)制混凝土樁——中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)鋼筋混凝土制品專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)預(yù)制混凝土樁委員會(huì)2007-2008年年會(huì)論文集[C];2008年

3 王喜全;張俊山;謝忠安;李志成;;打入式鋼管土釘抗拔力試驗(yàn)研究[A];第八屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ卷）[C];1999年

4 張成金;趙冬生;;提高土錨桿的極限抗拔力[A];全國(guó)首屆巖石錨固與注漿學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1995年

5 楊克己;王福元;李啟新;熊?chē)?guó)偉;;抗拔單樁的可靠度分析[A];工程結(jié)構(gòu)可靠性——中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)橋梁及結(jié)構(gòu)工程學(xué)會(huì)結(jié)構(gòu)可靠度委員會(huì)全國(guó)第二屆學(xué)術(shù)交流會(huì)議論文集[C];1989年

6 王離;;抗拔管樁的承載力及結(jié)構(gòu)構(gòu)造[A];中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)2012年會(huì)論文集[C];2012年

7 梁改見(jiàn);徐醒芬;徐醒華;陳慶東;徐情根;金永革;;PHC抗拔管樁在東莞麻涌時(shí)代廣場(chǎng)的應(yīng)用[A];預(yù)制混凝土樁——中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)鋼筋混凝土制品專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)預(yù)制混凝土樁委員會(huì)2007-2008年年會(huì)論文集[C];2008年

8 彭立才;常志華;龐瑞茂;;插入式基礎(chǔ)應(yīng)力分布特點(diǎn)及抗拔破壞試驗(yàn)研究[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第十二屆年會(huì)暨隧道及地下工程分會(huì)第十四屆年會(huì)論文集[C];2006年

9 蔡北海;張季超;曾華健;;預(yù)應(yīng)力管樁在某行政辦公樓中的應(yīng)用[A];第15屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅱ冊(cè)）[C];2006年

10 李高軍;彭躍鶯;徐醒華;伍錦湛;徐情根;;東莞新世紀(jì)清華居抗拔管樁的應(yīng)用[A];預(yù)制混凝土樁——中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)鋼筋混凝土制品專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)預(yù)制混凝土樁委員會(huì)2007-2008年年會(huì)論文集[C];2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 魯先龍;戈壁碎石土淺基礎(chǔ)抗拔性能研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2013年

2 孫曉立;抗拔樁承載力和變形計(jì)算方法研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

3 劉偉平;錨桿（索）的非局部摩擦效應(yīng)及其抗拔力研究[D];南昌大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 曲斯佳;擠擴(kuò)支盤(pán)樁抗拔承載性狀研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 張輝;砂土中埋設(shè)管線豎向抗拔力及棘輪效應(yīng)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

3 宦國(guó)文;黃土中錨板抗拔機(jī)理及理論分析[D];蘭州大學(xué);2015年

4 朱晨澤;竹節(jié)型預(yù)應(yīng)力管樁斜向抗拔承載性狀研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

5 丁棟;索聯(lián)板球基礎(chǔ)抗拔機(jī)理相似模型試驗(yàn)研究[D];蘭州大學(xué);2016年

6 王昭慶;旋挖擠擴(kuò)灌注DX樁抗拔模型試驗(yàn)研究[D];北京交通大學(xué);2016年

7 霍闖樂(lè);曲線螺旋樁豎向抗拔承載機(jī)理研究[D];云南大學(xué);2016年

8 陳潮;護(hù)坡灌木根—土力學(xué)作用時(shí)間尺度效應(yīng)研究[D];西南交通大學(xué);2017年

9 杜高恒;部分粘結(jié)預(yù)應(yīng)力抗拔（浮）樁的試驗(yàn)研究及應(yīng)用[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2007年

10 李新超;法向承力錨循環(huán)極限抗拔力有限元分析[D];天津大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：1499707