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刺槐林边坡稳定性有限元分析 总被引：1，自引：0，他引：1
该文以刺槐林固坡为例,将根土复合体看作是由土体、根系以及土体与根系之间的接触面单元所联系起来的有机体,运用有限元方法分析了刺槐林木根系边坡的应力和变形特性,探讨了刺槐根系对边坡稳定性的影响。结果表明:无林边坡坡脚向土体内侧存在一个应力和位移的集中带,根系的存在使得有林边坡在坡脚集中带的区域范围减小;根系周围位移等值线变化剧烈,有林边坡最大水平位移发生在边坡根系分布区;斜坡中同一位置处有林边坡的垂直位移明显小于无林边坡的;边坡最大、最小主应力等值线随土层深度的增加而增加,有林边坡最大主应力、最小主应力的最大值小于无林边坡的,说明有林边坡更趋于稳定。 相似文献
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该文通过野外调查和室内试验分析,运用非线性有限元法分析了不同造林密度对刺槐林边坡稳定性的影响。结果表明:刺槐林边坡最大、最小主应力等值线总体上随土体深度的增加而增加,在边坡深层稳定区域位移等值线梯度变化比较均匀,变形主要发生在坡面附近,顺坡和坡顶的浅层边坡不仅具有较大的竖向位移,而且具有较大的水平位移。根系的存在改变了造林边坡应力场的分布,林木根系将表层土体的应力传递到深层,起到弱化浅层土体应力的作用,提高了边坡的稳定性。在边坡顶部和底部适当造林可以减小边坡顶部拉应力区范围和边坡底部剪应力区范围。为了充分发挥根系间土拱的作用,结合研究区气候条件和土壤条件应适当加大造林密度。 相似文献
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林木根系固土作用数值分析 总被引：7，自引：3，他引：7
林木根系的固土作用是通过影响土体的应力、应变(位移)状态来实现的.该文将根土复合体看作是由土体、根系以及土体与根系之间的接触单元所联系起来的有机体,采用Duncan-ChangE-μ模型和非线性界面单元模型对根系固坡问题进行了应力应变分析,以油松为对象,模拟了油松根系与黄土相互作用的应力场,探索了有限元数值分析方法在根系固土机理研究领域的应用.研究结果表明,根系能使坡面表层的应力传递到土层深层,并弱化一定深度土层土体的应力,尤其是根底边缘附近的浅层土体应力减小的幅度较大,表明根系固土的影响范围局限于土体浅层.采用有限元法计算坡面在无林与有林两种条件下的边坡安全系数分别为1·821和1·984,有油松根系存在的边坡其安全系数比天然边坡计算的安全系数提高了10%,说明根系具有一定的固土作用. 相似文献
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基于野外调查和室内试验分析,该文运用非线性有限元法分析了降雨条件下刺槐林边坡的应力应变情况。结果表明:降雨使得土壤含水量增加,基质吸力减小,边坡的抗剪强度降低,使原本稳定的边坡可能发生边坡失稳;土壤含水量增加,边坡坡角处向坡体内的水平位移集中带范围明显增加,边坡顶部的应力水平变化梯度增加,容易在应力水平变化梯度较大的地方形成滑落面,造成滑坡;林木根系将边坡的应力向土层深部传递,弱化根系层应力,减小土体的应力集中;根系吸收坡体内的水分,使得坡体内非饱和区域含水量增加缓慢,对边坡稳定性有利。 相似文献
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黄土高原植物根系增强土体抗剪强度的模型与试验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
为研究黄土高原植物根系固土力学机制,通过Wu & Waldron(WWM)模型和Fiber Bundle(FBM)模型, 确定了黄土高原地区主要造林树种油松、刺槐、荆条和丁香4种植物根系对土体抗剪强度的增强作用,并用原位直剪试验对其进行了验证。应用ABAQUS有限元软件构建造林边坡稳定性分析模型,通过数值模拟的方法从边坡尺度上量化4种不同植物根系固土作用。结果表明:通过原位直剪试验的验证,发现评价植物根系对土体抗剪强度增强作用的WWM、FBM模型均存在一定的误差,因而建议进一步完善该理论模型。同时,基于原位直剪试验测定的根系对土体抗剪强度的增强作用,进行边坡稳定性分析,发现4种植物造林边坡稳定性均高于裸坡,边坡安全系数平均提高4.38%,最大等效塑性应变平均减小50.08%,最大水平位移平均减小40.83%,最大竖向位移平均减小14.84%;4种植物措施中,荆条造林措施对浅表层土体的固土效果最佳。研究结论为评价造林边坡的稳定性,揭示根系固土的力学机理提供理论基础和科学依据。 相似文献
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本文提出了一种用于定量研究乔木树种林木根系固土作用的方法。并由此方法对位于黄土高原东南部的山西省吉县红旗林场的人工刺槐（Robinia Psecdoacscia L）和油松（Pinus tabulaeformis Carr）纯林林木根系的固土作用进行研究,分别找到了两个树种的单根固持力与根径之间的关系,得到了它们的回归方程式。利用对不同年龄林分林地各层深根参数的调查资料并借助单根固持力与根-径关系方程式分别估算了两个林分几个林龄梯度时对林地各层深土壤的固持力。结果表明,两种林分对林地土壤的固持力均随林龄的增长而增大,其中油松林根系固持力的增长速度在15年以前比较缓慢,15—20年间增长速度虽有加快,但总体看增长速度平缓,而刺槐林固持力增长速度在15年前有一个明显快速期,15—20年间增长速度变缓。20龄时60厘米深处刺槐林的固持力（20．26吨／公顷）约为油松林（2．75吨／公顷）的14．8倍左右。刺槐林固持土壤的深度亦远远超过油松林。根据研究结果,对山西省吉县红旗林场不同年龄的人工刺槐、油松林的固土作用作出了定量描述和评价。 相似文献
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基于野外调查和室内试验,将根土复合体看作由土体、根系所联系起来的有机体,运用非线性有限元计算方法分析在雨水侵蚀力和坡面径流侵蚀力作用下,狗牙根根系须根数量和长度对边坡表层土体稳定性的影响．结果表明：根系的存在能有效提高边坡表层土体整体稳定性,边坡表层总应力和水平应力随着狗牙根须根数量的增多和须根长度的增大而逐渐增大,边坡土体水平位移量、竖向位移量、总位移量随着狗牙根须根数量的增多和须根长度的增大而逐渐减小．因此,选择合适根系分布形态的护坡植物对稳定边坡表层土体具有十分重要的意义． 相似文献
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黄土高原不同类型人工林对土壤肥力的影响 总被引：8，自引：0，他引：8
选择黄土高原地区典型人工林为研究对象,以土壤有机质和阳离子交换量(CEC)等理化特性为评价指标,研究了不同人工林对林地土壤肥力的影响。结果表明,成龄油松和刺槐林对土壤的培肥效应超过其幼龄林;成龄油松林和刺槐林土壤几乎无石灰反应;在树龄相同的条件下刺槐林对土壤培肥效应优于油松林。 相似文献
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黄土丘陵区油松根系化感效应研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过生物测定法研究油松根系对不同物种的化感效应,为油松林的乔灌草复合提供科学依据。设定油松根系化感效应研究中浸提液的质量浓度为0.5、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0mg/mL,测定油松根系提取液在不同浓度下对油松、刺槐、侧柏、胡枝子、绣线菊、冰草、紫花苜蓿发芽、生长的影响。研究结果显示:在所有研究浓度下,油松根系浸提液对刺槐、冰草、紫花苜蓿发芽和生长的综合影响呈抑制效应,并且随浓度加大抑制效应不断加强;在所有研究浓度下,对侧柏的综合影响呈促进效应;对油松、胡枝子、绣线菊的综合影响呈现低促高抑的情况,在1mg/mL时,对油松、绣线菊的影响由促进转为抑制。因此,从油松根系化感效应的角度考虑,在油松林营造乔灌草复合植被时应优先考虑侧柏,慎重选择刺槐、冰草、紫花苜蓿,选择复合胡枝子、绣线菊时应注意油松林间伐以及间作的密度。 相似文献
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晋西黄土区不同树种配置对林下植被物种多样性的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
以晋西黄土区的油松林、刺槐林和油松刺槐混交林3种人工林群落为研究对象,通过地表植被调查,分析了不同树种配置对林下层物种多样性的影响.结果表明:在晋西黄土区,针阔叶树种的配置更有利于林下层植被多物种的共存;油松和刺槐的搭配种植显著提高了森林土壤的养分质量分数和林下植物群落的生物量,这些生态因子的改善又有利于其林下植被物种... 相似文献
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黄土区露天煤矿不同复垦模式对土壤水稳性团聚体稳定性的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
为了解不同复垦模式对土壤水稳性团聚体稳定性的影响,选择山西省朔州市安太堡露天矿排土场为研究区,采取典型小区调查的方法,分析了复垦21、22 a的4种混交林复垦模式(刺槐+油松、刺槐+榆树+臭椿、刺槐+柠条+沙棘、沙棘+榆树)、2种纯林复垦模式(刺槐纯林、沙棘纯林)以及复垦耕地的土壤水稳性大团聚体的含量、土壤团聚体的稳定率(WSAR)、几何平均直径(GMD)、平均重量直径(MWD)、破坏率(PAD),并通过和原地貌及未复垦地相应指标进行对比,来研究不同复垦模式对土壤水稳性团聚体稳定性的影响。研究结果表明:经多年复垦后,土壤水稳性团聚体的稳定性有了显著提高,在团聚体DR0.25(0.25 mm团聚体质量)、WSAR、MWD和GMD值上呈现出4种混交林复垦模式2种纯林复垦模式未复垦林地,以及林地内排耕地的总体趋势;土壤水稳性团聚体PAD值呈现出相反的排序。上述复垦模式中,刺槐+油松复垦模式下土壤水稳性团聚体的稳定性最好。土壤水稳性团聚体稳定性的评价指标中,DR0.25、WSAR、MWD与GMD之间相互呈极显著正相关,且均与PAD呈极显著负相关。该研究结果可为黄土区露天煤矿土地复垦及土壤重构提供一定依据。 相似文献
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晋西黄土残塬沟壑区防护林热收支特性及蒸散研究 总被引：4，自引：0，他引：4
应用自记综合气象观测塔,对刺槐和油松林进行了以蒸散研究为目的的防护林热收支特性研究．结果表明：１９９４年生长季日平均实际太阳辐射量为７～２４ＭＪ·ｍ－２;刺槐林林冠对太阳辐射的反射率为１５％,油松林的反射率在１０％以下,反射率的差异是造成两林分净辐射收支相差１～３ＭＪ·ｍ－２的主要原因．春夏两季林分获取的净辐射均由约７０％～８０％的太阳辐射转换而来;秋季的转换率约为６０％,油松林的转换比刺槐约大１％～５％;防护林地区每天获取的净辐射量中,消耗于蒸散的潜热通量部分,在春夏秋三季分别为６５％,８２％和８５％,油松林比刺槐林偏高１％左右;用于气温变化的显热通量部分在春季约占３２％,夏秋为１５％左右,其中刺槐林中显热通量部分在春夏两季所占的百分比相对油松要高出４％～５％;刺槐林地用于土壤热流量部分的热量在５～９月约占净辐射的１％～３％,油松林为２％～５％;１９９４年生长季刺槐林蒸散量为５１９ｍｍ,油松林为５９７ｍｍ． 相似文献
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坡面水土保持林地地表径流挟沙能力研究 总被引：17，自引：3，他引：17
以晋西黄土残塬沟壑区刺槐林地、油松林地、草地、农地为研究对象 ,利用野外放水试验的方法 ,研究了水土保持林对坡面径流的影响和坡面径流的挟沙能力 .结果表明 ,各地类径流的挟沙能力顺序为 :油松林地 <草地 <刺槐林地 <农地 .在分析各地类流速和泥沙含量的基础上 ,提出了各地类在一定流速范围内地表径流的挟沙能力 .同时利用统计分析提出了利用坡面流速计算侵蚀量的回归模型 . 相似文献
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晋西黄土区水土保持林地抗冲性研究 总被引：10，自引：4，他引：6
该文采用野外试验方法,以单位水量在单位面积上冲刷的土壤量为指标,对晋西黄土区水土保持林地抗冲性进行了研究,得出不同地类土壤抗冲性差异显著．研究结果表明：油松×刺槐混交林的抗冲性最好,其次是油松林地＞刺槐林地＞虎榛子林地＞沙棘林地＞荒草地＞玉米茬地＞土质马路＞新开垦地;坡度对土壤冲刷量的影响十分明显;随冲刷过程的进行,土壤冲刷量不断减少,减少至一定值则不再减少,此时的值称为基值．同时对糙率、冲刷过程进行了分析． 相似文献
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在CO2浓度倍增条件下,研究了油松、侧柏、元宝枫和刺槐的苗高、地径、叶生长和养分含量等方面的变化。结果表明,CO2浓度倍增下苗木的苗高和地径均比对照的高;油松、侧柏和刺槐的叶生长明显大于对照的,而元宝枫变化不显著;各植物苗木的暗呼吸速率、土壤氮含量都比对照的小;磷含量的变化很小;侧柏的钾含量比对照的降低了56.70%,油松、刺槐和元宝枫的钾含量分别比对照的升高了60.13%、23.32%和0.69%,而幼嫩和成熟叶片中氮、磷和钾含量的变化没有显著规律性,其影响机理有待进一步研究。 相似文献
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黄土高原沟壑区林地土壤水分特征的研究(Ⅱ)——土壤水分有效性及其亏缺状况的分析 总被引：5，自引：0，他引：5
通过对黄土高原沟壑区南缘的油松(Pinus tabulaeformis)、刺槐(Robinia psedudoacacia)人工林及荒坡的土壤水分有效性和亏缺状况的分析发现,无论是土壤水分有效性,还是水分状况都表现出:油松＞刺槐＞荒坡的特征,据此认为,在该区造林工作中,如果立地条件允许,更适宜造油松林;不但降水的多少影响着土壤的干湿状况和土壤水分的有效性,降水的分布状况尤其是生长季中的降水分布状况也严重影响土壤水分干湿状况和有效性. 相似文献