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黄土高原刺槐根土复合体单剪特性及形变模型研究OA

Study on Single Shear Characteristics and Deformation Modeling at the Root-Soil Interface of Robinia Pseudoacacia in the Loess Plateau

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黄土高原极端降雨事件与工程扰动的叠加作用,导致浅层黄土滑坡风险陡增,暴露出生态修复工程中"生态改善-灾变加剧"的工程治理矛盾.本研究以刺槐根土复合体力学特性为切入点,通过原位测试、单剪试验及形变理论等方法,系统量化含水率波动、根系拓扑类型与含根率变化对根土复合体剪切强度演化的多场耦合效应.结果表明:①植被根系会显著改变根土复合体剪切强度特征,其剪切过程可分为初始线弹性协同变形、弹塑性损伤累积及渐进式贯通破坏三阶段;②根土复合体应力-应变曲线可分为软化型和硬化型,软化型由强度增大段和强度衰减段构成;③提出能够考虑根土复合体应力-应变软化的预测模型,模型预测效果良好.研究成果以期为生态修复与考虑植被因素的坡体稳定性快速评估提供数据及理论支撑.

The superimposed effects of extreme rainfall events and engineering disturbances in the Loess Plateau have led to a significant increase in the risk of shallow loess landslides.This situation reveals the engi-neering governance contradiction of"ecological improvement vs.disaster intensification"in ecological restora-tion projects.This study focuses on the mechanical properties of the root-soil interface of Robinia pseudoacacia.Through methods including in-situ testing,single shear test,and theoretical analysis,we systematically quanti-fied the multi-field coupling effects of moisture content fluctuations,root topological types,and variations in root content on the shear strength evolution of the root-soil interface.The results indicate:① Vegetation roots in the shear strength characteristics of the root-soil interface.The shear process can be divided into three stages:initial linear elastic deformation,damage accumulation,and progressive failure.② The stress-strain curves of the root-soil interface can be categorized into softening and hardening types,with the softening type comprising a strength-increasing phase followed by a strength-decaying phase.③ A predictive model considering the stress-strain softening of the root-soil interface was proposed,demonstrating favorable predictive performance.This re-search provides essential data and theoretical support for ecological restoration in rapid slope stability assess-ments that incorporate vegetation factors.

谷琪;马娟;郭小鹏;贾俊;冯卫;肖涛;任宁;杜超

中国地质调查局西安地质调查中心,陕西西安 710119||自然资源部黄土重点实验室,陕西西安 710119||自然资源部黄土高原地质灾害野外科学观测研究站,陕西西安 710119自然资源部地质灾害智能监测与风险预警工程技术创新中心,北京 100081中国地质调查局西安地质调查中心,陕西西安 710119||自然资源部黄土重点实验室,陕西西安 710119||自然资源部黄土高原地质灾害野外科学观测研究站,陕西西安 710119中国地质调查局西安地质调查中心,陕西西安 710119||自然资源部黄土重点实验室,陕西西安 710119||自然资源部黄土高原地质灾害野外科学观测研究站,陕西西安 710119||自然资源部地质灾害智能监测与风险预警工程技术创新中心,北京 100081||成都理工大学环境与土木工程学院,四川成都 610059中国地质调查局西安地质调查中心,陕西西安 710119||自然资源部黄土重点实验室,陕西西安 710119||自然资源部黄土高原地质灾害野外科学观测研究站,陕西西安 710119西北大学地质学系,陕西西安 710069西北大学地质学系,陕西西安 710069内蒙古自治区地质调查研究院,内蒙古呼和浩特 010041

天文与地球科学

黄土滑坡根土界面单剪试验力学强度形变模型

loess landslideroot-soil interfacesingle shear testmechanical strengthdeformation model

《西北地质》 2026 (2)

32-45,14

自然资源部地质灾害智能监测与风险预警工程技术创新中心开放基金项目(TICGM-2025-10),国家重点研发计划资助项目(2023YFC3008401),国家自然基金面上项目(42177346、42477204),陕西省青年基金项目(2024JC-YBQN-0299、2023-JC-QN-0288),陕西省重点研发计划项目(2025SF-YBXM-292)联合资助.

10.12401/j.nwg.2025112

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