植被根系會(huì)與土壤顆粒緊密結(jié)合,構(gòu)成具有一定空間異構(gòu)性的天然復(fù)合材料,不僅能有效減少?gòu)搅鲗?duì)坡面的沖蝕,防止土壤資源流失,還改善了當(dāng)?shù)厮馁Y源條件。已有諸多研究對(duì)植物根系的力學(xué)特性以及固持土壤、提高堆積體安全系數(shù)能力進(jìn)行了分析,但根系與土壤的耦合機(jī)制（本構(gòu)關(guān)系）搭建尚需進(jìn)一步探索�，F(xiàn)有理論多停留對(duì)單根或單個(gè)根束階段,缺少精度高、實(shí)用強(qiáng)的仿真建模方法,難以估算大量根系對(duì)土壤的加固效果,普遍存在著理論結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)值相差較大的現(xiàn)象。本文以山西省吉縣地區(qū)數(shù)種抗旱優(yōu)勢(shì)灌草、喬木作為研究對(duì)象,發(fā)現(xiàn)其根系不僅具有豎向縱深生長(zhǎng)的特性,許多植物的豎向根在坡體剖面中呈現(xiàn)出均勻排布狀態(tài),形成了具有周期性分布的長(zhǎng)纖維復(fù)合材料�；谠摤F(xiàn)狀,本文基于周期性結(jié)構(gòu)與均勻化理論,參照鋼筋、混凝土的仿真技術(shù),選取根土復(fù)合體的仿真模型橫截面作為該復(fù)合材料本構(gòu)關(guān)系模型,通過(guò)該“單胞”模型和數(shù)值仿真運(yùn)算得到根系對(duì)土壤的增益效果。為進(jìn)一步驗(yàn)證該“單胞”模型數(shù)值運(yùn)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,使復(fù)合體中的根系符合周期性排布。以山西試驗(yàn)地所采集的刺槐根、側(cè)柏根、油松根及當(dāng)?shù)攸S土進(jìn)行三軸試驗(yàn),將參數(shù)帶入“單胞”模型中與仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,證實(shí)了該方法具有... 

【文章來(lái)源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究進(jìn)展及現(xiàn)狀
        1.2.1 植物護(hù)坡研究進(jìn)展及現(xiàn)狀
        1.2.2 根系固土理論與模型的研究進(jìn)展及現(xiàn)狀
        1.2.3 研究問(wèn)題的提出
2 研究?jī)?nèi)容與研究區(qū)概況
    2.1 研究?jī)?nèi)容
        2.1.1 均勻化理論及其在根系固土中的應(yīng)用
        2.1.2 技術(shù)路線及說(shuō)明
    2.2 研究區(qū)概況
3 研究方法
    3.1 均勻化理論與周期結(jié)構(gòu)理論
        3.1.1 控制方程
        3.1.2 等效剛度求解與三維本構(gòu)關(guān)系
    3.2 邊坡的有限元模擬
        3.2.1 草本根系邊坡模型
        3.2.2 喬木根系邊坡模型
    3.3 三軸試驗(yàn)方法
4 黃土高原草本植物根系固土效果分析
    4.1 方法驗(yàn)證與本構(gòu)關(guān)系計(jì)算
    4.2 有限元模型仿真結(jié)果和分析
        4.2.1 邊坡應(yīng)力分布
        4.2.2 邊坡安全系數(shù)分析
    4.3 小結(jié)與討論
5 黃土高原喬木根系固土效果分析
    5.1 根土復(fù)合體等效參數(shù)的影響規(guī)律
    5.2 三軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.2.1 不同飽和度下粘聚力、內(nèi)摩擦角及殘余強(qiáng)度的變化
        5.2.2 不同根徑對(duì)油松根土復(fù)合體強(qiáng)度的影響
        5.2.3 不同根系（油松、刺槐、側(cè)柏）對(duì)復(fù)合土體強(qiáng)度的影響
        5.2.4 主應(yīng)力差和軸向應(yīng)變曲線
    5.3 根土復(fù)合體等效彈性參數(shù)的試驗(yàn)與理論對(duì)比
    5.4 喬木植被根系固土效果數(shù)值分析
        5.4.1 本構(gòu)關(guān)系計(jì)算
        5.4.2 有限元模型仿真結(jié)果和分析
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)介
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
校外導(dǎo)師簡(jiǎn)介
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]白龍江流域泥石流溝刺槐林固土抗蝕力學(xué)作用及模擬研究[D]. 王思源.蘭州大學(xué) 2017
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[3]基于植被根系分布形態(tài)的生態(tài)邊坡穩(wěn)定性研究[D]. 嵇曉雷.南京林業(yè)大學(xué) 2013
[4]應(yīng)用于植被護(hù)坡兩種巖生植物土壤植被系統(tǒng)（SVS）研究[D]. 李西.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004

碩士論文
[1]根系固土作用及植物護(hù)坡穩(wěn)定性研究[D]. 宋慶豐.西南交通大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3048862