植物根系与土体的耦合作用开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1. 目的及意义（含国内外的研究现状分析）

   （1）研究背景

   近几十年来，我国致力于进行基础设施建设，尤其在公路建设之中取得了很大的进展，我国公路建设实现了跨越式的发展，截至2019年年底，我国的公路里程已达到485万公里，其中高速公路总里程达到了14.3万公里，稳居世界第一。在公路施工过程中，由于公路施工跨度大，会产生大规模的填筑和开挖边坡，对原有的生态环境造成不可逆的破坏，同时在公路的建设过程中会存在大量的高填深挖等施工步骤，路堤路堑的成型必然导致土体应力的重新分配，因此也对原有的土体结构造成破坏，由于原有的植被和土体结构被破坏，人为重塑的坡体结构在自重、地下水等因素影响下会发生不同程度的蠕动变形，进而易发生崩解、滑塌等失稳现象。鉴于此，绿色环保主题在国家交通道路的建设中越发得到重视，绿色环保是高速公路和铁路验收的重要项目，占验收总成绩的10%，其中公路生态边坡技术的研究与应用得到了广泛的肯定。

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   2. 研究的基本内容与方案

   1. 研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

      (1)研究内容

      由于论文题目所能覆盖的研究内容过于广泛，因此我只针对其中的部分问题进行研究工作。我的主要研究内容是利用有限元软件abaqus进行数值模拟直剪试验，建立不同根面积比的根土复合体模型，进行数值模拟直剪试验，验证不同根面积比对根土复合体抗剪强度的影响；以及建立不同根系排列方式的根土复合体模型，进行数值模拟直剪实验，验证根系的不同排列方式对根土复合体的抗剪强度影响。

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      3. 研究计划与安排

      第1-2周：查阅相关文献资料，明确研究目标与研究内容。确定研究方案，完成开题报告；

      第3-5周：了解植物根系对土体加固作用的基本机理，熟悉相关有限元分析软件的使用；

      第6-9周：开展根系的拉伸及根土复合体的数值模拟直剪试验，同时引用其他同类课题研究中的数据，对试验数据进行整理、分析，归纳出试验结论；

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      4. 参考文献（12篇以上）

      1. 王可钧，李悼芬.植物固坡的力学简析[j].岩石力学与工程学报，1998,17(6):687-691. 摘要：讨论了植物固坡中的有关力学问题，着重分析了树根抗拉性能、生长方向与土坡稳定性的关系，探讨了固坡植物与人工结构物共同作用的间题，指出植物固坡的双向作用和适用条件。

      2. 周云艳.植物根系固土机理与护坡技术研究[d].中国地质大学，2010.

      3. gargankit.effectsofvegetationtypesandcharacteristicsoninducedsoilsuction[d].thehongkonguniversityofscienceandtechnology,2015.

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