有限元強(qiáng)度折減法在林木根系固土護(hù)坡中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，為不斷滿足人們自身的生存的需要和對(duì)優(yōu)越物質(zhì)生活水平的不斷追求，全國各地各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷實(shí)施，這些工程項(xiàng)目均使自然界最初的生態(tài)環(huán)境遭受到不同程度的摧毀。特別是公路、鐵路的修建，礦產(chǎn)資源的開發(fā)，水利工程的興修等大型基礎(chǔ)設(shè)施的興建，不僅擾動(dòng)了原始地表植被使植被覆蓋率大大降低，還破壞了原始土體的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，以至于促進(jìn)滑坡、泥石流及其它地質(zhì)破壞的發(fā)生。在講求人類與自然和諧統(tǒng)一的當(dāng)今時(shí)代，這些工程建設(shè)所帶來的環(huán)境問題

2、、安全隱患等不容忽視。
　　土體自身雖具有一定的抗剪和抗壓強(qiáng)度性能，但是抗拉強(qiáng)度很低，在土內(nèi)加入一些材料，不僅可以加強(qiáng)土體的抗剪和抗壓強(qiáng)度，同時(shí)可以增強(qiáng)土體的抗拉強(qiáng)度。雖然近年來植物護(hù)坡技術(shù)在邊坡防護(hù)中應(yīng)用越來越廣泛，目前植物固土護(hù)坡的應(yīng)用在諸多工程項(xiàng)目都有采用，但是僅限于實(shí)際應(yīng)用比較多，理論支持比較匱乏的階段。植物加固穩(wěn)定性方法的研究尚處于探索階段，為了使植物護(hù)坡理論依據(jù)更加完善，本文通過以均質(zhì)土坡為例，選取了黃土體作為研究對(duì)象

3、，以黃土邊坡上林木中油松、刺槐根系為研究對(duì)象，針對(duì)林木根系的固土機(jī)理，采用有限元強(qiáng)度折減法使邊坡土體強(qiáng)度逐漸減小，使未擾動(dòng)的邊坡達(dá)到臨界破壞邊緣，采用有限元軟件ANSYS計(jì)算出滑動(dòng)面及其安全系數(shù)，并通過對(duì)林木根系加筋錨固后的不斷模擬計(jì)算，獲得最優(yōu)的植樹準(zhǔn)則。
　　設(shè)置黃土坡度為25°、35°、45°三種情況下，土體選用理想彈塑性本構(gòu)模型，根系選用線彈性模型，根系與土體之間假設(shè)為根土協(xié)調(diào)變形，由于本文中研究的邊坡為二維平面，根據(jù)不同

4、DP準(zhǔn)則的特點(diǎn)，選用DP4準(zhǔn)則作為邊坡土體的屈服準(zhǔn)則。采用有限元強(qiáng)度折減法結(jié)合有限元軟件ANSYS針對(duì)植樹前和植樹后均質(zhì)土坡的穩(wěn)定性分別實(shí)行分析計(jì)算。應(yīng)用植物護(hù)坡技術(shù)時(shí)，在保證邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，提出了一些關(guān)于林木種植的最優(yōu)方法，得出了一些結(jié)論，所做的主要研究和所得結(jié)論如下:
　　1.介紹了植物不同根系對(duì)土體邊坡的筋式作用和錨固作用及理論力學(xué)作用的基本原理，也介紹了工程上邊坡穩(wěn)定分析中常用的有限元強(qiáng)度折減法的應(yīng)用到植物護(hù)坡的理論及優(yōu)

5、點(diǎn)，并將該方法與植物護(hù)坡結(jié)合起來，為植物護(hù)坡方法提出新的理論依據(jù)。
　　2.通過采用ANSYS軟件在對(duì)林木根系固土護(hù)坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)選擇理想彈塑性本構(gòu)模型與DP4準(zhǔn)則處于計(jì)算精度范圍內(nèi)。
　　3.隨著黃土坡度的不斷增加，土體的最小安全穩(wěn)定系數(shù)減小，邊坡的穩(wěn)定性降低，發(fā)生滑坡的概率也越來越大。
　　4.以油松、刺槐兩種林木為研究對(duì)象，經(jīng)穩(wěn)定性計(jì)算得出隨著林木根系扎根深度的增加，邊坡穩(wěn)定性不斷增大。林木種植在坡角處