基于CFD-DEM的不同根系形态加固边坡抗冲刷机理研究OA

降雨诱发道路边坡冲刷破坏是一种常见的灾害,给人民生命财产安全造成严重的威胁。植物根系的锚固作用,可以提升边坡土抗剪强度,进而提升降雨作用下的边坡稳定性。采用CFD-DEM流固耦合方法,选取坡脚、坡中和坡顶三个典型位置作为测量点,系统分析了植被根系形态、降雨强度对土体边坡滑移位移、滑移速率的影响。研究结果表明:相较于板形根和直根,心形根由于广泛分布的侧根和深度锚固能力,在坡脚和坡中区域加固中表现最佳,相较裸坡位移量分别减少42%和69%;接触力链分析表明,植被根系通过形成根-土相互作用网络和锚固作用增强了边坡结构的内部力传递系统;降雨强度显著影响根系加固效果,高强度降雨(100 mm/h)下,孔隙水压力过大削弱根系固土作用。揭示了根系形态对边坡稳定性的影响机制,为边坡生态防护提供理论依据。