根系增强砂土动力特性研究：循环荷载下刚度与阻尼的可持续边坡控制

《CATENA》：Sustainable slope stabilization: root-induced stiffness and damping control in sandy soils under cyclic loading

本文系统研究了冷杉根系加固砂土在循环荷载下的动力响应，揭示了根体积比（RVR）和围压（σ′c）对动剪切模量（G）和阻尼比（D）的强化机制。研究发现1% RVR可使动剪切模量提升32%-81%，阻尼比降低23%，为地震活跃区生态边坡设计提供了重要理论依据。

　　

Highlight

根系加固土壤的潜力通过改善剪切刚度和增强动力荷载抵抗能力，显著降低了地震活跃边坡的浅层滑坡风险。

Conclusion

本研究通过应变控制循环三轴试验系统分析了冷杉根系加固砂土的动力特性，主要结论如下：

1）根体积比（RVR）的增加显著提升了各应变水平下的动剪切模量（G）。在1.0% RVR条件下，大应变（γ=1.0%）时动剪切模量最高提升81%，低应变（γ=0.1%）时增幅超过125%。

2）围压升高（25-200 kPa）进一步强化了动剪切模量的增长趋势，凸显了土-根互锁机制对刚度增强的协同作用。