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以西南地区2年生野生乡土植物尖萼金丝桃为研究对象,采用室内拉拔试验,选取拉拔位移、抗拉拔力、抗拉强度以及弹性模量作为抗拉拔特性指标,探讨根径、根长对其抗拉拔特性的影响。结果表明,根系拉拔位移与直径显著相关;抗拉拔力与直径间表现为正向相关,根系极限抗拉拔力随根径的增大而增长;抗拉强度与直径呈负相关,极限抗拉强度随根径的增大而减小。弹性模量随着根径的增加呈现不断减小的趋势,弹性模量为2.695～432.230 MPa。该研究结果可为更好地定量评价尖萼金丝桃根系增强边坡固土抗蚀性能的贡献提供试验数据支撑,为进一步深入探讨植物根系增强边坡土体的稳定性机理提供参考。 相似文献
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通过对信(阳)南(阳)高速公路不同坡位、坡向植物根系在不同生长阶段及主根与侧根处的根系力学特性的研究,对于了解根系固土机理及水土保持具有理论实践意义。采用相关分析和回归分析的方法,分析不同类型坡面下植物根系的抗拉特性。结果表明:在不同的生长阶段,多年生草本进入夏季抗拉力达到最大值,冬季呈明显递减趋势;灌木进入冬季则呈缓慢递增趋势;中、下坡植物抗拉力多大于上坡;阳坡植物根系的抗拉强度、根系直径均大于阴坡;阴坡植物根系抗拉力均大于阳坡,根系发育良好;草本植物的主根抗拉力均大于侧根;根系抗拉力和直径呈显著的正幂函数关系,根系抗拉强度和直径呈显著的负幂函数关系。研究结果对根系固土力学机制的研究提供了理论基础。 相似文献
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为考察平茬措施对根系力学特性的影响，以内蒙古干旱半干旱地区水土保持先锋灌木沙棘（Hippophae rhamnoides）根系为研究对象，使用TY-8000拉力机，进行单根极限拉伸试验和根土界面拉拔摩阻试验，并分析平茬对沙棘根系固土力学特性的影响。试验结果显示，在测试根径为0~5 mm时，平茬和未平茬条件下，沙棘单根极限抗拉力、抗阻拉力均与直径呈幂函数正相关；单根极限抗拉强度、根-土界面拉拔抗剪强度均与直径呈幂函数负相关。在代表根径级0.5~1.5 mm，沙棘平茬较未平茬平均单根极限抗拉力值提高31%；平均单根极限抗拉强度提高37%；平均拉拔抗剪强度提高30%。研究结果表明，直径对沙棘根系抗拉强度和抗剪强度均有影响，且沙棘经平茬处理后，抗拉特性和抗剪特性均有所提高。 相似文献
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护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究人工边坡立地条件下木本植物根系固土护坡的力学机制,以京承高速(3期)边坡为例,对榆树、紫穗槐、刺槐、胡枝子4种木本植物共395个根样进行室内单根拉伸试验,然后按5个根系径级分类并分别测定其半纤维素、纤维素、木质素含量,系统分析植物根系材料的力学性能。结果表明:4种木本植物根系直径为0.95~5.42 mm,抗拉强度为7.66~36.94 MPa,抗拉力为22.18~464.50 N。4种植物之间抗拉力、抗拉强度差异显著,从大到小依次为榆树＞紫穗槐＞胡枝子＞刺槐,根系抗拉力随根系直径增大以幂函数增大,抗拉强度随根系直径增大以逆函数或幂函数减小。4种木本植物5个径级根系半纤维素质量分数为1.37%~29.26%,纤维素质量分数为20.57%~36.91%,木质素质量分数为15.12%~29.84%,综纤维素质量分数为28.18%~66.17%,木纤比比值为0.45~1.31。不同树种间及不同径级根系间细胞壁成分差异显著。根系抗拉力与木质素显著负相关;抗拉强度与木质素正相关,与半纤维素负相关。根系拉伸的应力--应变曲线随树种根系结构组成的不同而不同。单根拉伸的应力--应变特征初始阶段为线性关系,拉力继续增大会逐渐表现出塑性特征,根系最大应力随直径增大而减小。综合4种植物的抗拉特性,榆树和紫穗槐的护坡作用较大。 相似文献
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根系逐渐破坏过程中固土效果研究 总被引：1，自引：0，他引：1
植物根系的固土效果会随根系破坏而发生变化,但其变化过程并不明确。以重庆缙云山的四川山矾为研究对象,以2 mm为根系径级,采用逐径级剪除根系法模仿根系逐渐遭到破坏的过程;同时测量根系的抗拉与抗拔强度,利用自制大盒直剪仪测量根土复合体的抗剪强度,并与Wu模型计算值作对比,系统研究根系逐渐破坏过程中的固土效果。结果表明,春季生四川山矾3年幼苗的植物根系抗拉强度随着根系直径的减小而减小。当根系直径小于2 mm时,根系拉拔强度要高于植物根系的抗拉强度,当根系直径大于2 mm时,则根系抗拉强度更大。大盒直剪测量结果显示,根系破坏过程中根土复合体的抗剪强度首先保持不变,当大于2 mm的根系开始与土壤分离时,根土复合体的抗剪强度会快速下降。在一定范围内,根面积比越大,根土复合体的抗剪强度越大,根系对土壤的加固作用越强。在根系逐渐破坏过程中,Wu模型在一定程度上高估了根土复合体的抗剪强度,且高估值与根面积比呈正相关关系。 相似文献
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油松、华北落叶松根系抗拉特性的影响因素 总被引：3，自引：0，他引：3
植物根系的抗拉特性是影响边坡稳定性最重要的因素。为探究根系的基本力学特性及影响因素,选取不同直径、保存时间的油松、华北落叶松根系在不同标距、拉伸速率下进行室内拉伸试验,并运用方差分析、协方差分析、多元回归分析等数学统计方法对其进行定量、定性分析。结果表明:油松、华北落叶松根系抗拉力与直径呈幂函数正相关关系,而抗拉强度与直径无明显关系;标距、拉伸速率均对根系抗拉力、抗拉强度有显著影响,并且与根系抗拉力、抗拉强度均呈负相关关系,不同标距下2个树种根系的抗拉力、抗拉强度均表现为50 mm100 mm150 mm200 mm,不同拉伸速率下2个树种根系的抗拉力、抗拉强度均表现为10 mm/min100 mm/min200 mm/min;在不同试验条件下,油松根系的力学性能均优于华北落叶松根系;各个影响因素对根系抗拉力、抗拉强度的回归模型表明,根系直径是影响根系抗拉力的最主要因素,而且标距对抗拉力、抗拉强度的影响大于拉伸速率,根系保存时间对抗拉力、抗拉强度没有显著影响。 相似文献
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唐卉 《山东农业大学学报(自然科学版)》2023,(3):367-372
本文针对豫南丘陵地区乡土植物群落特征及其根系力学特性进行分析，并对植物生长特征以及多样性，根系长度、单根抗拉特性以及力学相关性分析。研究结果表明，紫花首蓿、黑麦草、紫穗槐和荆条具有较好的景观效果。灌木植物的平均均匀度指数较高，草本植物平均多样性指数和丰富度指数较高。灌木植物的根系长度、平均直径、平均抗拉力和平均根系抗拉强度均高于草本植物。植物根系的平均抗拉力与其直径正相关，平均根系抗拉强度与其直径正相关。 相似文献
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树木根系固土力学机制研究综述 总被引：7，自引：0，他引：7
近30 a来,由于科学技术的发展和生态环境建设的需要,根系固坡力学机制研究成为学科交叉的新领域。鉴于此,概述了近30 a来固土力学机制的研究进展及今后研究方向。综观根系固坡的研究历程,研究集中在林木根系抗拉、锚固、根系-土壤复合体提高抗剪强度等方面。今后应加强对根系纤维素、半纤维素的定量分析,探讨不同植物根系弹性、抗拉力及应力-应变关系的差异,加强水土保持树种搭配的理论研究,从不同力学特性的根系相搭配的角度来研究根系固土护坡的功效。在边坡的稳定方面,应用有限单元方法研究根土复合体边坡的应力场、位移场的变化及边坡的稳定性情况,并用有限元的方法解决实际生产中的边坡造林中树种选择、造林密度等问题。 相似文献
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柳杉不同树龄根系加筋作用对边坡稳定性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
《四川农业大学学报》2013,(3):258-263
【目的】在浅层滑坡比较频繁的四川省北川县,开展了不同年龄柳杉根系对边坡稳定性作用的研究。【方法】测定3、6和9a生的柳杉不同深度土壤中根的长度,并计算其垂直消弱系数;测量不同直径根的抗拉力及抗拉强度;将土带回做根土直剪试样的剪切强度,并简单计算边坡的稳定系数。【结果】9a生柳杉根系的β最高,垂直分布较深,3个年龄段根系直径较小时抗拉力及抗拉强度差别很小,当直径超过4mm时差距较明显。9a生的直剪试样cr增加最明显,含水量大时土壤的黏聚力有所降低。现有植被情况下边坡稳定系数较裸坡增加了33.53%88.93%。【结论】随着柳杉年龄的增长,根系生物量不断增加,其根系加筋作用使边坡稳定性有所提高。 相似文献
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以华北土石山区常见乔木白桦根系为研究对象,采用全挖法,从根长、根径、土层深度等方面进行比较,利用Sketchup Pro 8软件建立根系的形态模型;并在实验室进行根系抗拉强度及根土复合体抗剪强度的试验。结果表明,白桦根系垂直分布范围集中在0～60 cm的土层中,对坡面浅层水土保持起着重要作用,用软件模拟出的根系形态较接近实际;根系抗拉力与直径成正比,抗拉强度随直径的增加而减小;白桦根系能明显增强土体的抗剪强度,且根系交叉方式不同,根土复合体的抗剪强度也不同。 相似文献
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了解不同土壤生物工程措施下根系分布特征与抗拉特性对土壤生物工程措施的合理配置意义重大。以竣工5年的北京市怀柔区土壤生物工程试验区4种不同种植方式(埋根、扦插、梢捆、灌丛垫)下的金丝柳根系为研究对象,测量统计不同土层深度、不同径级的根系生物量并进行单根拉伸试验,分析在不同种植方式下金丝柳根系的生物量分布特征和单根抗拉特性,结果表明:灌丛垫和梢捆措施根系主要分布在0~40cm深度的土层中,在0~20cm土层中尤为集中。灌丛垫方式下根径≤1mm的细根含量丰富(占其总量的31.3%),须根系最为发达,梢捆次之,细根含量占其总量的19.2%。不同种植方式下根系抗拉力与直径都呈正相关,且以幂函数的规律变化。在0~20cm的土层中,不同种植方式下根系的抗拉特性存在较大差异,平均抗拉力从大到小依次为埋根、扦插、梢捆、灌丛垫;而平均延伸率从大到小依次为灌丛垫、梢捆、扦插、埋根。所以,灌丛垫和梢捆方式下根系浅层生物量较大,须根发达且具有更好的延伸性能,可有效减轻表土侵蚀,应设置在水位浮动区;埋根和扦插措施下根系能抵抗更大的剪切力,更好地深入土层深处,可设置在岸堤区。 相似文献
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为比较不同狗牙根种质资源的固土护坡能力,研究了不同狗牙根的根系分布特征及抗拉强度,结果表明:狗牙根的根系集中分布在0～10 cm土层,其根长密度和根重密度随土层深度的增加而减少,C2的根长密度和根重密度均优于C1和C3.3份狗牙根材料的平均根直径均小于1.0 mm,C2的有效根密度最大;狗牙根的根系抗拉强度均随根系直径的增加而减小,3份材料的根系最大抗拉强度的峰值均出现在根系直径小于0.4 mm径级,表明细根的固土护坡能力较粗根好,3份材料中C2的根系平均抗拉强度最大.从3份狗牙根材料中初步筛选出较适宜做护坡的狗牙根为C2. 相似文献
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针对公路边坡开挖可能导致生态破坏和边坡失稳等问题，分别从理论上分析植物根系生态护坡的力学机理和从试验上研究根系的抗拉锚固能力.理论研究表明，根系提高土的抗剪强度主要是通过根-土接触面的摩擦力把土中的剪应力转换成根的拉应力来实现的；根系在生长时分泌了大量高分子聚合物，将其表面附近的土颗粒聚集起来，从而抵抗边坡土体受水流等因素的侵蚀.刺槐幼株根系的抗拉强度试验研究表明：侧根抗拉强度最大值大于主根的抗拉强度最大值，其最大值可达91.41 MPa；与HPB235钢材强度设计值210 MPa相比，该株刺槐根系的抗拉强度可达到其1/4～1/2. 相似文献
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台湾石门水库集水区内地质脆弱且坡度陡峭,2004年“艾利”台风过境后,豪雨冲蚀造成集水区上游800hm。以上的崩塌地。本研究依崩塌地植被调查结果,选取5种优势木本植物进行根系调查,并探讨其对坡面安定功能,另由植株引拔抗力试验与基径、土壤含水量、地上部重等关系,进行回归分析统计,建立根力推估模式,并相互比较。结果显示：引拔抗力（P）与基径（D）的关系最为显著;根力引拔抗力推估式为,山芙蓉：P=5．10D九芎：p=2．82D,构树：p=11．75D,山盐菁：p=12．56D,山黄麻：P=8．52D,而在固定基径条件下,试验呈现所需拉拔抵抗力大小依序为：山盐菁〉九芎〉山芙蓉〉山黄麻〉构树。显示山盐菁、九芎的根系对边坡稳定所提供的水土保持效果较大。 相似文献
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华北地区4种常见乔木根系抗拉强度的力学综合模型 总被引：2，自引：1，他引：1
抗拉强度是建立边坡稳定模型时最常使用的植被根系特性之一。为建立根系抗拉强度的力学综合模型,对华北地区4种常见乔木油松、白桦、落叶松和蒙古栎的单根依照不同标距、不同拉伸速率进行了拉力试验。试验数据的分析结果表明:所有根系抗拉强度的观测值均通过正态检验;从数学角度出发,应用聚类分析方法,区分出4种乔木的极细根和细根;标距、树种对抗拉强度影响显著,拉伸速率对抗拉强度影响不显著。在理论推导和数据分析的基础上建立了乔木单根抗拉强度的力学综合模型,并对模型参数进行求解。该研究探明了单根抗拉强度的作用机理,对建立边坡稳定模型具有重要参考价值。 相似文献