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植物根系能够提高土壤强度、抑制浅层滑坡的发生。植物根系固土性质的强弱主要取决于根系自身的弹性模量和与土壤之间的摩擦锚固性能。本研究通过对多花木蓝(Indigofera amblyantha Craib)、火棘(Pyracantha fortuneana(Maxim.)Li)和双荚决明(Senna bicapsularis(L.)Roxb)三种树种弹性模量和单根与土壤之间的摩擦锚固特性研究得出:三个树种根系弹性模量之间的规律、三个树种单根和土壤之间的摩擦锚固性能规律与摩擦系数,再以研究得出的三个树种根系相关结果数据为参数,应用有限元软件ANSYS15.0建立三个树种的单根土体复合体模型进行有限元分析,主要研究成果如下:(1)三种树种中,在根系直径、拉伸速率和有效拉伸长度相同情况下,其弹性模量大小表现为:多花木蓝根系弹性模量大于火棘根系弹性模量大于双荚决明根系弹性模量。三种树种根系弹性模量均受拉伸速率、有效拉伸长度和根系直径的影响。拉伸速率相同,火棘根系和双荚决明根系的弹性模量与根系直径存在负相关关系,两种树种根系弹性模量随着直径的增加逐渐减小,呈幂函数关系,即=(6×(-(7)(a、b为常数),多花木蓝根系的弹性模量与直径存在多项式关系,随着直径的增大先减小再增大;有效拉伸长度相同,三种树种弹性模量的变化趋势和拉伸速率相同的变化趋势相同;直径相同,加载速率较大的三种树种根系都有着较大的弹性模量,拉伸长度较长的三种树种根系都有着较大的弹性模量。(2)初始荷载在一定程度上受到根系直径和根系埋深的影响,且随着根系直径的增大而增大,随着根系埋深的加深而增大。三种树种单根根系的摩擦力峰值都随着直径的增大而增大。相近直径的根系随着根系埋置深度的加深,三种树种单根与土壤的摩擦力峰值随之增大。三种树种根系直径的变化对相应的单根-土体摩擦力峰值产生的滑移量没有影响,影响峰值滑移量的因素是根系埋深和加载速率。随着根系埋深的增加,三种树种的峰值滑移量随之增加,其中增加最多的是双荚决明,其次是多花木蓝和火棘。随着根系加载速率的增加,三种树种的峰值滑移量随之增加,其中增加最多的是双荚决明,其次是火棘和多花木蓝。相同条件下三个树种根系单根达到最大锚固摩擦力时,火棘发生的峰值滑移最大,而双颊决明次之,多花木蓝最小。(3)研究中拟用有限元ANSYS15.0建立根土复合体分析根-土之间的摩擦特性是可行的。通过数值模拟分析得出三种树种的根系单根最大静摩擦力随着根系直径的的增加而增加、随着单根埋置深度的增加而增加。最大摩擦力随着根系直径增加随而增加,随着单根埋深的增加随之增加;峰值滑移量不受单根直径的影响,受埋置深度的影响且随着单根埋深的增加而增加。通过有限元数值模拟分析得出三种树种中摩擦锚固性能最好的是火棘,其次是双荚决明和多花木蓝。