植草根系的加筋效果及机理研究

郝嘉阳,许朝阳

(1.北京新东方扬州外国语学校，江苏 扬州 225006； 2.扬州大学建筑科学与工程学院，江苏 扬州 225009)

1 概述

利用植物护坡避免滑坡或水土流失，在土木和环境工程中得到越来越多的推广。国内外的学者们也对植物护坡进行了一系列的研究，郑启萍等[1]对不同含根量的重塑根土复合体进行直剪试验，得出在相同含水率和密度条件下，土体的抗剪强度和粘聚力随含根量的增加而增加。陈昌富等[2]通过三轴试验研究了草根加筋土抗剪强度的变化规律及筋材的加筋机理。言志信等[3]将土壤与植物根系之间的相互作用归结为附着粘结型、摩擦型和剪切型三种模式，并指出草本植物根系通过根土之间的摩擦作用将边坡滑动面上的剪切应力转化为根的拉应力。吴宏伟等[4]采用离心机模型试验和人造根，模拟了不同形状根系的力学加筋作用，揭示了根系形状对边坡的变形与破坏机理的影响。

前人的研究主要探究了根系形状、含量对提高土坡稳定的影响，而实际根系的加筋作用受根系特性影响明显，原状根土与重塑根土间的受力性能差别较大，但目前研究较少。本试验对原状根系土和重塑根系土进行直剪试验，比较两种土样的抗剪强度，并分析根土之间相互作用的机理。

2 剪切试验

2.1 试样制作

本试验土体取自扬州沿江典型粉土，原状粉土的性质见表1。试验采用应变控制式直剪仪，试验根系主要采用当地最常见的巴根草根系，巴根草根系为木质须根，根常系发达，固坡性能优异，在护坡工程中较常采用，根据根直径将其分为极细根(<1 mm)，细根(1 mm～2 mm)，中根(2 mm～5 mm)，粗根(>5 mm)[5]，本试验测得巴根草根系多为细根，较少为中根和粗根，试样直接用环刀在野外取样。……