基于FLAC3D的寒旱环境植被根系分布形态对边坡稳定性的影响

随着生态护坡技术的不断发展,植被根系固土护坡作用越来越受到重视。为研究寒旱环境的霸王植被根系分布形态对边坡稳定性影响,同时减少试验成本和挖掘根系对环境的破坏,将根系简化为主根型,通过数值模拟根-土复合体直剪试验,获得与室内根-土复合体直剪试验基本吻合的抗剪强度参数,采用无限边坡理论模型,对不同分布形态根系穿过滑裂面的边坡进行稳定性影响分析。研究发现：不同垂直压力作用下,土体进入塑性剪切阶段时,素土剪切应力均小于根-土复合体;随根截面比增加,土体黏聚力增加幅值大于内摩擦角;当根截面比为0～0.88%时,根系穿过边坡潜在滑裂面时,边坡稳定系数增幅显著,但大于0.88%时,边坡稳定系数增幅较小。因此,在植物固坡工程设计中应找到最优根截面比,以满足寒旱环境边坡的稳定性要求。     

植物根系生长形态对膨胀土边坡土体抗剪强度的影响

为了提高膨胀土边坡土体抗剪强度,增强植物根系在膨胀土边坡土体中的力学效应,提出用植物根系作为加筋材料防治膨胀土边坡的浅层失稳,调控植物根系在边坡土体中的生长分布方法.基于WU氏模型推导植物根系分布角度与膨胀土边坡土体抗剪强度增量的关系,构建1个膨胀土试验路堤边坡以模拟工程边坡实际情况,采用人工调控的方法调控香根草植物根...     

根系含量对岩质边坡表层抗冲刷性的影响

为研究植被根系含量对岩质边坡表层抗冲刷性的影响,通过根系含量与粘聚力增加值关系建立了根系密度与土壤抗剪强度的关系式,推导了根系分布密度的土壤临界切应力,进而推算客土层滑动面范围内的单位体积含根量。最后,选取实例研究植被根系含量对岩质边坡表层抗冲刷性的影响,为边坡选择最适合的绿化草种和单位面积的播种数量提供有效依据。     

夹竹桃根系力学性能研究

以护坡典型植物夹竹桃根系为对象进行室内抗拉试验,研究了根系直径与抗拉力和抗拉强度之间的关系。试验结果表明,单根夹竹桃极限抗拉力随着直径增大不断增大,根茎的抗拉强度随着直径的增大不断减小。根据数据采集时间和根系应变之间的关系,计算出根系弹性模量。证实夹竹桃根系与土体形成根土复合体能够改善土体的强度和变形特征,共同承担外界荷载,有效提高边坡土体抗冲刷和抗侵蚀能力。     

夹竹桃根系力学性能的实验研究

以护坡典型植物夹竹桃根系为对象进行室内抗拉试验,研究了根系直径与抗拉力和抗拉强度之间的关系。试验结果表明,单根夹竹桃极限抗拉力随着直径增大不断增大,根茎的抗拉强度随着直径的增大不断减小;根据数据采集时间和根系应变之间的关系,计算出根系弹性模量;证实夹竹桃根系与土体形成根土复合体能够改善土体的强度和变形特征,共同承担外界荷载,有效提高边坡土体抗冲刷和抗侵蚀能力。     

植物根系对浅层边坡的水文力学加固研究

目前在植物固坡研究中主要关注力学加固效应,而对水文加固效应研究较少.为研究植物对浅层边坡的水文力学加固效应,通过SWAP模型和无限边坡模型建立数值模型耦合了植物根系水文力学对浅层边坡的加固作用.通过模型量化了植物边坡土体基质吸力和安全系数,研究了降雨入渗对植物边坡稳定性的影响,以及植物力学和水文加固边坡的相对作用.通过对水文力学参数的敏感性分析,讨论了各参数对植物边坡稳定性的影响.结果表明:在干燥和降雨后植物边坡土体比裸坡能保持更高基质吸力和安全系数;水文力学加固效应边坡安全系数是力学加固效应的1.43倍,其中水文加固安全系数提高了59%,力学加固提高了1.38倍,力学加固效果大约是水文加固效果的2倍;增加干燥时间、根土体黏聚力、内摩擦角和最大蒸腾系数能够提高植物边坡安全系数.在植物边坡工程中,应该优选根系抗拉强度高、根面积比和叶面积指数大的植物作为护坡植物.研究结果可为采用植物根系对浅层边坡进行水文力学加固提供指导.     

生态防护中植物根系的固坡性能研究

生态防护主要是利用植物根系来达到固坡和防护的目的,以植物根系分布特征和固坡机理分析为基础,通过土工直剪试验,系统研究了根-土复合体的抗剪强度,并分析了根系密度对的抗剪强度的影响.研究结果表明草本植物根系的90%集中分布在距地表0~30 cm的土层内;根-土复合体的抗剪性能与根系的抗拉强度和根的面积比率有关;而且随正应力的增大而增大,近似呈线性关系,较无根系土的黏聚力增加一倍多,根系对土体抗剪强度的提高主要是由黏聚力的增大来实现的;根系密度对根-土复合体抗剪强度有明显影响,根-土复合体抗剪强度增量与根系密度之间具有良好的二次多项式的相关关系.     

多花木兰根系抗拉特性及边坡稳定性分析

以护坡典型植物多花木兰根系为对象进行室内抗拉试验;在假定滑动面平行于坡面的前提下,推导生态护坡中坡体稳定系数的计算公式;研究不同坡度下根系的抗拉力、抗拉强度、弹性模量及边坡的稳定性.研究表明:多花木兰根系抗拉力随着直径的增大呈幂函数增加;根系抗拉强度为21.15~76.08MPa,随着直径的增加呈幂函数减小;坡度越大,同一直径根系的抗拉力与抗拉强度越大.多花木兰根系弹性模量为0.64~2.33GPa,随着直径的增加其弹性模量逐渐减小;根系直径为1.2~2.2mm时,弹性模量减小的幅度大,其他区间减小的幅度较小.坡体的稳定系数与根系的抗拉力呈正相关关系,与边坡的坡度呈负相关关系,并受根的生长方向和密度、植物的种植密度以及原状土的性质等影响.坡体的稳定系数随根系直径的增加呈线性增加.     

植物根系护坡的有限元数值分析

利用植物的根系来固土、护坡在国内外很多项目中都有应用,但是理论的支持还比较匮乏.为了进一步完善植物根系护坡的理论依据,深化有限元强度折减法在根系护坡领域的运用,以刺槐和油松根系为研究对象,把根系和土体结合在一起,通过有限元强度折减法模拟得到边坡的滑动面和稳定性安全系数.研究发现有林边坡的安全系数高于无林边坡,且安全系数高出了7%~18%左右.研究表明:选择适当的植物和植物密度更利于护坡,这为指导植物根系护坡提供了理论依据.     

护坡植物根系对尾矿坝边坡位移及稳定性的影响

为分析护坡植物根系对尾矿坝边坡位移及稳定性的影响,以湖南平江一处尾矿坝为工程背景,采用MIDAS软件建立香根草加固尾矿坝边坡的三维数值模型,并研究了其根系对边坡位移和稳定性的影响规律。研究结果表明,植物根系的加固对于尾矿坝坡面的位移控制存在明显效果,水平纵向和竖直方向的平均位移下降率均大于50%,可有效控制尾矿坝坡面的表层土滑动,尾矿坝边坡安全稳定性系数与香根草植株植物密度呈正相关关系。     

苦碟子根部化学成分研究

将苦碟子根粉碎后用无水乙醇浸泡,乙醇浸出液依次用正己烷、乙酸乙酯和正丁醇萃取后,制得正己烷提取物、乙酸乙酯提取物和正丁醇提取物。乙酸乙酯提取物经柱层析分离后,用高压液相色谱分离得到了三种白色晶体化合物,经红外光谱,核磁共振谱鉴定,推得这三种化合物分别为羽扇豆醇,β-谷甾醇,β-谷甾醇-β-O-β-D-葡萄糖苷。其含量分别占乙酸乙酯提取物重量的0．21％,0．48％和1．1％．     

植被根系对土体渗透特性影响的试验研究

植被根系可以调节土体中水分的入渗过程,植被土的渗透特性是决定植被护坡水力特性的重要参数,也是影响植被边坡稳定性的重要因素.文章选择高羊茅和小叶黄杨植被土,采用现场双环入渗试验分析入渗体积和渗透系数的变化,研究根系对入渗性能的影响;制备不同含根量的土样,通过室内变水头渗透试验研究重塑土和原状土的含根量对土体渗透特性的影响...     

商陆发状根生长动力学的研究

发根农杆菌株1334感染商陆无菌苗的子叶,获得发状根,经PCR检测扩增出了560bp的rolC基因的目的片断,采用液体振荡培养对发状根的生长势及不同理化因子对其的影响进行了研究,在MS培养液,pH=8,添加激素0.1mg/LIAA的条件下发根最大生长量达到了8.3795g.     

非负矩阵Perron根的计算

非负矩阵最大特征值即Perron根的计算是非负矩阵理论的重要课题.本文利用非负矩阵Perron余的有关性质,给出一种可以得到比较精确的Perron根的方法.并利用该方法给出MATLAB的算法及程序,实现了计算机编程求解非负矩阵的Perron根.最后,通过实例说明本文的方法是有效的.     

关于连续原根的分布

设p为素数,f(x)∈Fp[x]的次数为D≥1。设整数k≥2,l1,l2,…,lk是Fp中互不相同的元素.假设下列条件至少满足一个:(i) f(x)不可约;(ii) f(x)在F珔p没有重根,D p以及k=2;(iii) f(x)在F珔p没有重根,以及(4k)Dp。文中证明对任意素数pmax{e23k,(kD)27},都存在n∈Fp,使得f(n+l1),f(n+l2),…,f(n+lk)都是模p的原根。     

Deep roots of the Messinian salinity crisis

The Messinian salinity crisis--the desiccation of the Mediterranean Sea between 5.96 and 5.33 million years (Myr) ago--was one of the most dramatic events on Earth during the Cenozoic era. It resulted from the closure of marine gateways between the Atlantic Ocean and the Mediterranean Sea, the causes of which remain enigmatic. Here we use the age and composition of volcanic rocks to reconstruct the geodynamic evolution of the westernmost Mediterranean from the Middle Miocene epoch to the Pleistocene epoch (about 12.1-0.65 Myr ago). Our data show that a marked shift in the geochemistry of mantle-derived volcanic rocks, reflecting a change from subduction-related to intraplate-type volcanism, occurred between 6.3 and 4.8 Myr ago, largely synchronous with the Messinian salinity crisis. Using a thermomechanical model, we show that westward roll back of subducted Tethys oceanic lithosphere and associated asthenospheric upwelling provides a plausible mechanism for producing the shift in magma chemistry and the necessary uplift (approximately 1 km) along the African and Iberian continental margins to close the Miocene marine gateways, thereby causing the Messinian salinity crisis.