紫色土埂坎根-土复合体土水特性与抗剪强度

S157.3+2; 研究根-土复合体土-水特征曲线与抗剪强度的关系,可为紫色土埂坎根-土复合体强化机理的揭示与埂坎稳定性的维持提供科学依据.选取三峡库区典型紫色土坡耕地埂坎草本植物根—土复合体为研究对象,结合 Hyprop2 土壤水分特征曲线测量仪、滤纸法与直剪试验,拟合土-水特征曲线,揭示基质吸力对根-土复合体抗剪强度的影响.结果表明:(1)根-土复合体土-水特征曲线明显分为边界效应区、过渡区与非饱和残余区,3 种常用模型(B-C、VG、F-X)中 F-X模型拟合该曲线效果最好,根-土复合体饱和含水率、进气吸力、残余区含水率以及相同体积含水率下的基质吸力均高于素土.(2)随着体积含水率降低,根-土复合体黏聚力先增大后减小,试验范围内黏聚力最大值 51.25 kPa 出现在体积含水率约23%时,内摩擦角则线性增大.相同体积含水率下,根-土复合体黏聚力较素土最大增加 50%,内摩擦角提升不大.(3)基质吸力对根-土复合体抗剪强度的增强作用具有阶段性特征,各阶段临界吸力值与土-水特征曲线一致,过渡区(基质吸力为 3～500 kPa)土体抗剪强度提高明显,进入非饱和残余区后(基质吸力>500 kPa)由于黏聚力下降,土体抗剪强度增速减慢,根-土复合体抗剪强度随基质吸力增大而提升的幅度大于素土.通过建立埂坎根-土复合体土-水特征曲线和抗剪强度的关系,可估测实际工况下的埂坎土体抗剪强度,进而为坡耕地埂坎的建设、维护管理以及坡耕地侵蚀阻控提供理论依据.