基于新型拉伸装置的根-土复合体抗拉强度

摘要

为了研究植物根系在阻止边坡土体开裂中的作用机理,通过自主研制的一套单轴拉伸试验装置(由加载模块、数字控制模块、数据采集模块、制样模具4部分组成,可准确地获取测试材料的全过程位移-拉应力关系曲线和抗拉强度)定量地研究根系对土体抗拉强度的增强作用.使用所研制的拉伸装置开展了不同含根量下灌木植物胡枝子根-土复合体的直接拉伸试验,分析根-土复合体的拉伸破坏机理,试验结果表明:素土的位移-拉应力曲线表现为单峰型,而根-土复合体的曲线表现为双峰型;随着含根量的增加,根-土复合体的抗拉强度呈非线性增大特征,相较于素土增加28.01%~142.15%;根-土复合体的抗拉强度可用本文提出的计算模型进行估算,当含根量为1~3根时平均误差为12.12%.胡枝子根-土复合体的拉伸破坏过程可以分为4个阶段:应力增加阶段、土体破坏阶段、应力再增加阶段和根系滑移阶段,且根系主要在第一阶段和第三阶段起到贡献作用.