黄土高原刺槐和侧柏根系固坡的有限元数值模拟

摘要：

为探讨黄土高原主要造林树种刺槐和侧柏根系对土质边坡稳定性的作用，该文以刺槐（ Robinia pseudoacacia）和侧柏（Platycladus orientalis）为例，应用有限元数值模拟法构建二维造林边坡稳定性分析模型，研究林木根系的空间异质性对水平阶整地坡和对照自然坡稳定性的影响。研究发现：1）无论是否经过整地处理，造林都可以提高边坡的稳定性，且刺槐根系的固土效果优于侧柏根系（P<0.001）；2）在不考虑水文过程的前提下，水平阶整地模式的人工林边坡稳定性优于对照自然坡；3）当根系表观附加黏聚力增加到某一阈值后，造林边坡的安全系数进入平稳阶段不再大幅上升，说明边坡稳定性模型对根系附加黏聚力计算法的精度并不敏感，揭示了根系固坡领域的研究重点应从过去的试图提高根系附加黏聚力的计算精度转变为提高评价造林边坡稳定性的准确性；4）根系附加黏聚力随坡位的变化而变化，两树种没有明显的规律，但安全系数均表现出较敏感于坡下位根系，建议在林分经营管理中充分利用坡下位林木的固土效益。该研究成果可为黄土高原地区浅表层滑坡灾害的防治工作提供理论依据。

关键词：有限元法、数值方法、稳定性、黄土高原、刺槐、侧柏、根系附加黏聚力

分类号：S714.7(林业基础科学)

资助基金：黄河流域黄土区水源涵养林体系构建技术研究与示范2011BAD38B0504;新教师科研启动基金BLX2012043

在线出版日期：2014-12-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：146-154