有限元強度折減法在林木根系固土護坡中的應用研究.pdf

1、隨著社會經濟的不斷發(fā)展，為不斷滿足人們自身的生存的需要和對優(yōu)越物質生活水平的不斷追求，全國各地各項基礎設施建設的不斷實施，這些工程項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，礦產資源的開發(fā)，水利工程的興修等大型基礎設施的興建，不僅擾動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構和穩(wěn)定性，以至于促進滑坡、泥石流及其它地質破壞的發(fā)生。在講求人類與自然和諧統(tǒng)一的當今時代，這些工程建設所帶來的環(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度性能，但是抗拉強度很低，在土內加入一些材料，不僅可以加強土體的抗剪和抗壓強度，同時可以增強土體的抗拉強度。雖然近年來植物護坡技術在邊坡防護中應用越來越廣泛，目前植物固土護坡的應用在諸多工程項目都有采用，但是僅限于實際應用比較多，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，為了使植物護坡理論依據更加完善，本文通過以均質土坡為例，選取了黃土體作為研究對象

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

4、DP準則的特點，選用DP4準則作為邊坡土體的屈服準則。采用有限元強度折減法結合有限元軟件ANSYS針對植樹前和植樹后均質土坡的穩(wěn)定性分別實行分析計算。應用植物護坡技術時，在保證邊坡穩(wěn)定的基礎上，提出了一些關于林木種植的最優(yōu)方法，得出了一些結論，所做的主要研究和所得結論如下:
　　1.介紹了植物不同根系對土體邊坡的筋式作用和錨固作用及理論力學作用的基本原理，也介紹了工程上邊坡穩(wěn)定分析中常用的有限元強度折減法的應用到植物護坡的理論及優(yōu)

5、點，并將該方法與植物護坡結合起來，為植物護坡方法提出新的理論依據。
　　2.通過采用ANSYS軟件在對林木根系固土護坡的穩(wěn)定性進行分析，發(fā)現(xiàn)選擇理想彈塑性本構模型與DP4準則處于計算精度范圍內。
　　3.隨著黃土坡度的不斷增加，土體的最小安全穩(wěn)定系數減小，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象，經穩(wěn)定性計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