鲱骨状根构型对典型土体抗倾覆力的有限元分析

摘要

设计和实施治理重力侵蚀的生物工程措施需要深入地分析和研究树木根系对土体的抗倾覆力学特性。本文以单株鲱骨（Herringbone）状根构型为研究对象建立二维有限元模型,通过控制侧根与主根的夹角、删减根系不同部分等方法,建立了12种不同几何形态的鲱骨状根结构,并分别验证其在黏土和砂土中的抗倾覆力,由此定量评价根系的不同部分和土壤的差异分别对土体抗倾覆力的贡献率。模拟结果显示：浅层侧根的作用是不可低估的,在黏土中,其贡献率约占整个固土效果的35%-40%;根、土复合体在整个破坏过程中形成一个旋转轴,此轴的位置随根系形态、土壤类型的不同而变化。