《基於根系構型定向調控的植物邊坡固土機理研究》是李珍玉為項目負責人，中南林業科技大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於根系構型定向調控的植物邊坡固土機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李珍玉
- 依託單位：中南林業科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
植物護坡技術既可涵水固土，又可恢復生態環境，已廣泛用於邊坡防護等領域。植物根系的構型決定了其固土護坡的效果，然而基於根系構型的植物邊坡根系固土機理研究還不夠深入，限制了植物護坡技術在防治滑坡、崩塌等方面的套用。本項目基於分形理論、摩擦加筋等理論，利用模型槽試驗、微根窗試驗與數值模擬等手段，研究植物根系與土體間的界面力及其隨根系生長的變化規律，構建考慮根系構型形態特徵的高強度根-土結構模型；利用植物根系調控技術，最佳化根系構型，提出植物固土最佳根系構型的調控方法；基於植物水分遷移原理等理論，探明植物邊坡根系區域內外水分運動的規律；數值分析根系調控前後植物邊坡穩定性，揭示植物邊坡高強度根-土結構體系成型機理。該項目研究成果可有效預防和治理淺層滑坡等地質災害，對建設生態型工程和可持續發展具有較大的理論意義和實踐價值。
結題摘要
植物邊坡由於具有涵水固土、低成本、環境友好、可持續發展性、自修復再生能力和適應性強的特點，已廣泛套用於工程實踐。由於目前在植物根系構型、根系提高邊坡土體抗剪強度等理論方面的研究相對於技術套用嚴重滯後，較大地制約了植物護坡技術在防治淺層滑坡、崩塌等方面的套用。本項目針對深根系植物香根草開展了試驗和理論研究，解析了深根系植物香根草的根系形態參數隨生長期的變化規律；建立了考慮根系空間分布角度的土體抗剪強度的關係表達式，闡明了不同分布形態的根系在淺層滑坡時發揮的不同力學作用，構建了考慮根系構型形態特徵的高強度根-土結構模型；解析了植物邊坡土體水分運動規律，建立了土壤體中濕潤鋒運移方程，構建了邊坡土體基質吸力與含水率的V-G模型；推導出了考慮香根草根系分布角度對邊坡安全係數的計算公式，並通過三軸試驗驗證了其可靠性。通過有限元強度折減法，研究了與剪下面呈不同的傾角根系對邊坡淺層土體的應力、應變及穩定性的影響；數值分析根系調控前後植物邊坡穩定性，揭示植物邊坡高強度根-土結構體系成型機理。該項目研究成果可為預防和治理淺層滑坡等地質災害提供思路。
