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Stability Analysis of Ecological Slopes Based on a 3D Finite Element ModelAnálisis de estabilidad de taludes ecológicos basado en un modelo de elementos finitos en 3D

Resumen

Para explorar el efecto de las raíces de las plantas herbáceas y arbustivas en la estabilidad de los taludes del suelo en zonas lluviosas del sur, este artículo se basa en el proyecto de construcción de la autopista de Longlang. Se seleccionaron Cynodon dactylon y Magnolia multiflora como sujetos de investigación. Se analizan las características de distribución de las plantas y las propiedades mecánicas. Este trabajo utiliza el software de elementos finitos ABAQUS para construir un modelo 3D del talud plantado en la sección de prueba. Se observan las tensiones y deformaciones en el sistema radicular y en el suelo, y se compara y analiza la ley de variación de la estabilidad del talud antes y después de la protección vegetal bajo diferentes eventos de lluvia. Los resultados de la prueba y de la simulación muestran que el contenido de raíces de Cynodon dactylon disminuye gradualmente con el aumento de la profundidad. El Cynodon dactylon se distribuyó principalmente en la masa de suelo de 0-30 cm, y su efecto en la mejora de la cohesión de la masa de suelo alcanzó el 75%. Magnolia multiflora pertenece a las raíces verticales y tiene una raíz principal fuerte y más larga con raíces laterales relativamente desarrolladas. Su sistema de raíces atraviesa la superficie de deslizamiento del fondo del talud, lo que reduce la tensión plástica máxima equivalente generada en el interior del talud en un 61%. Cuando la duración total de las precipitaciones no cambia, bajo las tres intensidades de precipitación de pequeña, media y grande, las plantas herbáceas aumentan el factor de seguridad del suelo en un 1,33%, 2,08% y 6,1%, respectivamente, y las raíces de los arbustos aumentan el factor de seguridad del suelo en un 3,29%, 4,08% y 4,32%, respectivamente. Cuando la intensidad de las precipitaciones no cambia, a medida que aumenta el tiempo de las mismas, el efecto de las plantas sobre el factor de seguridad del talud aumenta primero gradualmente y finalmente se estabiliza. Los resultados de la investigación proporcionan una base teórica fiable para analizar el efecto de las raíces de las plantas en la consolidación del suelo y la protección de los taludes, y también sientan una base técnica para la promoción y la aplicación de la tecnología de protección ecológica de los taludes.

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