岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (3): 951-966.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0256CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0256
何俊斌1,豆红强2, 3,王浩2, 3,简文彬2, 3,郭朝旭3
HE Jun-bin1, DOU Hong-qiang2, 3, WANG Hao2, 3, JIAN Wen-bin2, 3, GUO Chao-xu3
摘要: 当前有关植物根系固土力学特性的研究多局限于独立根群或根系局部样本。为探究根−土相互作用中根系整体的力学机制,基于对毛竹根系整体建模得到的毛竹全根系三维重建模型,以具备根系力学特性的类ABS光敏树脂为材料,借助3D打印技术制备毛竹全根系模型,藉此开展大型直剪试验以分析根−土复合体的力学特性。结果表明:根系形态结构对根−土复合体力学特性存在突出影响;在具备一定根系密度的截面,剪切荷载能够被整个根系共同承担;粗大的根系结构有助于动员整个根系共同抵抗剪切荷载;根系对土体黏聚力与内摩擦角都具有增强作用;在花岗岩残积土中,较高的垂向应力有助于根−土紧密接触,抗剪强度呈加速式增长。基于试验结果,提出一种全根系的根−土复合体抗剪强度计算经验公式。研究成果可为进一步揭示根−土力学作用机制提供科学依据,为根系固土试验研究提供新型可控可重复试验方法。
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