国家自然科学基金(41102228)
- 作品数：4 被引量：96H指数：4
- 相关作者：王晓梅周云艳陈建平徐琨钱同辉更多>>
- 相关机构：中国地质大学凯里学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学建筑科学环境科学与工程更多>>
- 基于CT扫描与细观力学的植物侧根固土机理分析被引量：17
- 2014年
- 为了探寻植物根系加固土体、防护边坡的作用机理,该文从细观角度对根系固土的力学特性进行了探讨,并利用长江科学院研制的CT三轴仪,分别对素土样和2种含根土样进行不固结不排水的CT实时三轴剪切试验。通过对试样3个断面在不同应变时刻所对应的CT扫描数据进行定量分析发现,3个扫描层中素土样的(CT数均值)ME-ε1关系曲线下降段和(CT数方差)SD-ε1关系曲线上升段的变化幅度均大于2种含根土样曲线相应阶段的变化幅度;这说明含根土体内部缺陷发育速度更慢,含根土样内部裂纹萌生和扩展得更加缓慢,根系具有阻裂作用。文中重点对3种土样在高度的7/16处的断面上的CT扫描图片进行了定性和定量分析。利用Matlab软件自编后处理程序,对CT扫描图片进行了二值化处理,并统计出断面上的裂隙率、根附近区域及其之外区域的总裂隙大小、最大裂隙区域的长度和宽度信息。通过对含根土样和素土样受压过程的CT演化图片和断面上统计的裂缝数据信息进行比较分析,来对比说明素土和含根土样中裂纹扩展以及试样破坏过程的差异,从而揭露了根系的阻裂作用和桥联作用。最后得出根系固土的细观力学机理主要表现为根系对土体的阻裂作用和桥联作用。
- 周云艳徐琨陈建平王晓梅
- 关键词：植被根系固土边坡加固细观力学
- Reinforcing and Toughening Effect of Plant Fine Roots on the Soil
- In the prevention of soil erosion, vegetation is an economical and environmentally friendly control methods, t...
- YunYan ZhouKun XuJianPing ChenXiaoMei Wang
- 植物根系长度对生态袋加筋土挡墙稳定性的影响被引量：4
- 2020年
- 在生态型加筋土挡墙中,植物根系能发挥立体加筋效果。为了探索植物根系对生态袋加筋土挡墙的作用效果,该研究对不同根系长度(无根系、生态袋内根系伸出袋外10、20和30 cm)的4组生态袋加筋土挡墙模型进行加载试验。因植物根系不易取材,易枯萎失去强度,而棕榈叶不易枯萎且枯萎后仍然具有较大的抗拉强度,试验中用棕榈叶来替代植物根系。研究了挡墙水平位移、面墙后水平土压力、加筋体末端水平土压力、筋材拉应变随根系长度和荷载增加的变化规律。通过试验发现:4组模型试验中水平位移、面墙后水平土压力、加筋体末端水平土压力、格栅拉应变随荷载增加的变化规律基本一致,相同荷载作用下,相比无根系时,含根系的挡墙中4个参量的值均减小,且随着根系长度的增加,值减小得越多。其中水平位移、面墙后及加筋体末端的水平土压力3种参量在加载初期减幅较小,在加载后期,减幅大大提高。说明根系增加了生态袋面墙的整体刚度,根系对面墙后土体起到了加筋作用,使得加筋土挡墙的承载能力提高,加筋土挡墙内部和外部的稳定性增加。随着根系长度增加,这种增强作用越明显。最后对4种参量受根系长度影响的敏感性进行了分析,得到4种参量的敏感性从大到小依次为:面墙后水平土压力、水平位移、加筋体末端水平土压力、格栅拉应变。该研究结果为生态型加筋土挡墙的工程设计提供理论支撑。
- 周云艳钱同辉宋鑫王晓梅朱笑李小龙
- 关键词：植物稳定性根系生态袋加筋土挡墙
- 改性植被混凝土基材力学与植生试验研究被引量：6
- 2022年
- 为探明羧甲基纤维素钠(CMC)与麦秸秆纤维对植被混凝土基材力学与植生性能的影响,通过直剪试验、植生试验研究了改性后植被混凝土基材(简称改性基材)的抗剪性能与黑麦草生长性能。结果表明:(1)改性基材的剪切强度随CMC掺量的增加呈先增后减的变化趋势,0.5%CMC掺量时基材的剪切强度出现峰值,而随纤维掺量的增加改性基材剪切强度呈近似线性增长的趋势,无明显峰值出现,说明添加纤维与CMC均能提升改性基材的延性;(2)改性基材的黏聚力随CMC掺量的增加呈近似线性增长的变化趋势,随纤维掺量的增加呈先增后减的变化趋势,当纤维掺量为1.0%左右时改性基材的黏聚力出现峰值;改性基材的内摩擦角随纤维掺量的增加呈先增后减的趋势,当纤维掺量为1.0%左右时改性基材的内摩擦角出现峰值,而随CMC掺量的增加改性基材的内摩擦角呈减少的趋势;(3)添加适量的纤维与CMC对黑麦草的萌发与生长有一定程度的促进作用,但当CMC掺量超过0.5%后,对黑麦草的生长表现为抑制作用。该研究结果可为植被护坡基材的改进提供参考。
- 杨钊王晓梅周云艳
- 关键词：直剪试验
- 植物根系固土护坡机理的研究进展及展望被引量：71
- 2012年
- 在综合国内外相关研究成果的基础上,详细介绍了近几年来植物根系固土护坡机理的研究进展。文章分别从水文效应和力学效应2个方面对根系固土护坡机理进行了介绍,并着重从根增强的理论模型、根-土相互作用等方面论述了植物根系固土护坡的力学效应。首先介绍了根增强理论的先驱模型Wu和Waldron模型,文章从多方面论证了Wu和Waldron模型假定穿过剪切面的所有根在受力时同时破坏高估了根的增强作用,详细介绍了国外学者对Wu和Waldron模型改进后,最新提出的2种考虑根系逐渐破坏的力学模型——纤维束增强模型FBM和根束增强模型RBM。FBM模型用动态纤维束来模拟根系的渐进破坏,假设荷载被分配给束中的每个根,当载荷增加到其值超过了某单根的抗拉强度时,该根被拉断,而被该根分担的载荷被重新分配到剩下的完好的根中,直到所有的根都拉断。该模型使用应力控制的加载过程,不能得到完整的力-位移关系曲线;且该模型中没有考虑根的直径分布、几何性质、力学性质等的影响。为了克服上述缺陷Schwarz在FBM模型的基础上,又提出了RBM模型。RBM模型是一个以位移控制加载过程的纤维束模型,该模型考虑整个根束的拔出力是位移的函数,并被表示成单根的拔出力之和。文章最后详细论述了根系的拔出机理,探讨了植物根系固土护坡研究的发展方向。
- 周云艳陈建平王晓梅
- 关键词：根系固土
