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赣南崩岗侵蚀区不同部位土壤抗剪强度及影响因素研究 总被引：6，自引：1，他引：5
为明确南方崩岗侵蚀区不同部位土壤抗剪强度的分布规律,探索在崩岗发育过程中土壤基本性质对抗剪强度指标的影响,以不同发育阶段崩岗各部位表层土(0～20cm)为研究对象,对土壤基本性质和抗剪强度的差异进行对比研究。结果表明:(1)随着崩岗的发育,表层土壤基本性质逐渐恶化,容重逐渐减小,颗粒组成粗骨质化现象明显,土壤有机质的含量与根系密度的变化,均随崩岗的发育呈现出典型的退化特征;(2)崩岗各部位黏聚力和内摩擦角的变化规律相似,集水区部位达到峰值,沟道部位达到最小值,随崩岗的发育呈明显下降趋势;(3)根系密度与黏聚力有良好的线性相关关系,砾石含量、粉粒含量和黏粒含量对崩岗土体内摩擦角有显著影响,可以用幂函数表示它们之间的关系;(4)试验以根系密度、砾石含量、粉粒含量和黏粒含量来表征土壤饱和状态下的抗剪强度,建立了在崩岗发育过程中饱和抗剪强度的预测方程(R2=0.891,P0.01),结果显示方程可信程度较高,预测效果较好。研究结果揭示了南方花岗岩崩岗区不同发育阶段抗剪强度的控制因素,为进一步防治水土流失提供理论依据。 相似文献
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崩岗侵蚀区土壤物理性质分层差异及其对崩岗发育的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
《中国水土保持》2015,(12)
崩岗是我国南方红壤区最严重的土壤侵蚀类型之一。采集赣州市典型的花岗岩和红砂岩崩岗地区土壤样品,测试分析其红土层和母质层的黏聚力、内摩擦角和液塑性指标,结果表明:花岗岩崩岗地区母质层的抗剪强度显著低于红土层,而两者的液塑性指标值没有显著差异,说明母质层抗剪强度低是导致花岗岩地区崩岗发育的诱因;红砂岩地区红土层抗剪强度稍高于母质层,但两者间没有显著性差异,而红土层土壤液塑性指标值要显著高于母质层,说明母质层的低液塑性有利于红砂岩地区崩岗侵蚀的发育。花岗岩和红砂岩崩岗地区红土层的破坏容易诱发崩岗,因此保护红土层是预防崩岗侵蚀的关键。 相似文献
3.
崩岗作为南方红壤侵蚀区强度侵蚀的典型类型,是该区生态恢复和重建工作的一个难点。长汀水土流失区崩岗发育数量众多,本文选取长汀县濯田镇黄泥坑崩岗群内3条不同植被盖度(2%、20%和95%)的典型崩岗为研究对象,探讨不同植被盖度下崩岗土壤的质地特征,结果表明崩岗土壤机械组成以砂粒居多,粉粒与黏粒含量均较低,粗骨化现象明显;随着植被盖度的逐渐升高,崩岗土壤粉粒、黏粒含量呈增加趋势;沿集水坡面→崩壁→崩积体→沟道出口,崩岗土壤砂粒含量呈增加趋势。 相似文献
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鄂东南花岗岩崩岗岩土抗剪强度与含水量的关系 总被引：2，自引：0，他引：2
崩岗是我国南方特殊的一种土壤侵蚀现象,其形成主要是由于岩土稳定性降低所致;土壤抗剪强度是表征崩岗岩土稳定性的重要指标,而土壤含水量是影响抗剪强度的关键因子.以通城县2处崩岗为研究对象,采集淋溶层(A)、淀积层(B)、过渡层(BC)和母质层(C)原状土样,通过室内直剪试验,研究崩岗岩土不同层次抗剪强度与含水量的关系及变化规律.结果表明:A层抗剪强度随含水量增加呈现先增大后下降趋势,其余各土层抗剪强度整体上随含水量增加呈现而下降,B层抗剪强度较大,C层抗剪强度最小,且B层抗剪强度受含水量影响最大;土壤黏聚力变化幅度较大,A层随含水量增加先增大后减小,其余各层均随含水量增加而减小,B层黏聚力在4个层次中最大,同时其衰减幅度也较大,C层因黏粒质量分数低、缺少胶结物质而黏聚力极低;土壤内摩擦角4个土壤层次均随含水量增加而减小.研究结果可为崩岗侵蚀机理研究以及进一步防治崩岗侵蚀提供理论依据. 相似文献
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干湿效应下崩岗区岩土抗剪强度衰减非线性分析 总被引：18，自引：6，他引：12
发育于花岗岩的崩岗侵蚀区红土受干湿变化影响显著。通过室内直剪试验,研究了不同干湿效应对崩岗侵蚀区岩土抗剪强度衰减的影响。试验处理采用5种干湿效应水平(风干48h、风干24h、自然含水率、浸30s和浸60s)。结果显示:土壤黏聚力c和内摩擦角φ随干湿变化呈非线性衰减趋势,当土壤含水率13%左右时,对应的抗剪强度指标出现峰值;峰值强度前符合线性递增规律,峰值强度后符合一阶指数衰减规律。在风干阶段,抗剪强度主要受裂隙性影响,而在增湿阶段,基质吸力是影响抗剪强度的主要因素;探讨了干湿循环效应对崩岗侵蚀发育的影响。 相似文献
6.
植被固土减蚀作用的力学效应 总被引：3，自引：0，他引：3
通过分析黄土丘陵沟壑区第一副区、第二副区和水蚀风蚀交错区不同植被坡面土壤的抗剪切力特性,研究植被固土减蚀的力学效应.结果表明,不同植被坡面土壤抗剪强度随垂直压力的增大而呈线性增大,抗剪强度与剪切面上的法向压力成正比,且符合库仑定律;由于根系的固结作用,植被坡面土壤的抗剪强度明显增加,植被坡面的黏聚力和内摩擦角角度大于裸地坡面的黏聚力和内摩擦角角度;不同植被坡面的黏聚力是裸地黏聚力的1.04～2.11倍,不同植被坡面的内摩擦角角度是裸地内摩擦角角度的1.03～1.19倍;不同植被坡面黏聚力与侵蚀产沙量呈显著的负相关关系,随着黏聚力的增大,产沙量呈下降的趋势;不同植被坡面产沙量随径流切应力的增大而增大,具有较好的线性相关关系.在上述分析基础上,建立了临界径流切应力与土壤抗剪强度和黏聚力的关系,从力学层面认识了坡面侵蚀产沙的过程机理. 相似文献
7.
[目的]研究黄土高原农林业生产表层土壤水土流失,为该区域及其相似地区生态修复中树种选择及配置提供科学依据。[方法]以杨树+柠条乔灌混交林、杨树纯林、油松常绿针叶林和柠条灌木纯林下4种不同植被群落类型下表土为对象,进行抗剪力学特性研究,并分析土壤含水率对其力学特性的影响力。[结果]在测试表土含水率2.5%～12.5%范围内,4种不同植被类型及裸地对照样地土壤结皮抗剪强度和黏聚力均随着土壤含水率的增加呈增大的趋势,表明在一定范围内表土湿润程度的增加对提高土壤表层抗蚀能力起到积极作用;4种不同植被群落类型表土抗剪强度和黏聚力的值均显著大于裸地的值,说明水土保持的林草措施对表层土壤结构的改善起到了促进作用,从而提高了表层土壤的抗侵蚀能力;在测试含水率2.5%～12.5%范围内随着含水率的增加各样地表土内摩擦角无明显的变化规律。[结论] 4种不同植被群落类型中柠条+杨树混交林下表土抗剪强度、黏聚力总体表现最大,这也从另外一方面说明了水土保持的林草措施中营造混交林的优越性。 相似文献
8.
旨在从岩土力学性质的角度为崩岗侵蚀提供理论依据,采用直接剪切实验,对鄂东南崩岗区典型花岗岩风化岩土体剖面不同方向上原状土的抗剪强度进行测定,并分析了花岗岩风化岩土体抗剪强度在剖面尺度上的异向性及其影响因素。结果表明,饱和条件下,花岗岩风化岩土体黏聚力和内摩擦角的变化范围分别为3.19～19.26 kPa和26.50°～32.42°,其中B_2层黏聚力最大,而各层次间内摩擦角的差异并不明显(p0.05);黏聚力和内摩擦角均存在明显的异向性,其中水平方向总体大于垂直方向,且黏聚力的异向性较内摩擦角更明显。不同方向上抗剪强度的影响机理不同,其中,垂直于剖面方向上,黏聚力主要受毛管孔隙度(r=-0.97,p0.01)和粉粒含量(r=0.94,p0.05)的影响,而水平方向上仅与粉粒含量(r=0.91,p0.05)显著相关;而液限对水平方向上的内摩擦角影响显著(r=-0.99,p0.05)。对于花岗岩风化岩土体抗剪强度的异向性而言,其主要受自然含水率(r=-0.98,p0.01)、有机质(r=-0.93,p0.05)和塑限(r=-0.97,p0.05)影响。研究结果对于从力学稳定性角度揭示崩岗的发生机理具有重要意义。 相似文献
9.
不同剪切方式下崩岗红土层抗剪特征随水分变化规律 总被引：7，自引：3，他引：7
崩壁土体抗剪强度随水分变化的规律是研究崩岗发生机理的关键,但不同剪切方式得出的抗剪特性可能存在差异。该研究采用直接剪切和三轴剪切试验方法,在100、200、300和400 k Pa 4个围压下,测量10%~30%之间5个不同体积含水率下崩岗红土的抗剪应力和内摩擦角,确定典型崩岗土体抗剪特征随水分变化规律。结果表明:直接剪切试验中当土壤体积含水率在10%~15%之间时,黏聚力的最高值达80 k Pa,随着土壤含水率增加,黏聚力和内摩擦角逐渐降低到最小。三轴剪切试验得出的结果与直接剪切试验相似,但黏聚力总体接近或大于直接剪切试验结果,而内摩擦角小于直接剪切试验结果,这与2种试验的土样制备方法、试验原理等密切相关。研究可为花岗岩崩岗区崩岗土体抗剪强度测定方法合理选择提供依据。 相似文献
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发育于花岗岩出露区的典型崩岗岩土受干湿效应影响,致使坡体在重力作用下产生崩坍,这是崩岗形成后最主要的侵蚀形式。通过对原状土进行5种干湿水平处理,采用直剪试验研究干湿效应下崩岗岩土抗剪强度及其指标变化规律。结果显示：从风干到增湿过程,抗剪强度及其指标衰减明显,粘聚力C下降幅度最大为92％,而内摩擦角9最大降幅为48％。随着垂直压力递增,抗剪强度增大。此外,基于不同干湿效应下岩土抗剪强度指标变化规律,运用模糊综合评判法对不同干湿水平、干湿阶段崩岗坡体稳定性等级（重力侵蚀）进行评价,并讨论了完善该模型的途径,可为崩岗危害性分级、针对性治理提供技术支撑。 相似文献
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黄土丘陵区不同植被类型下土壤水分动态 总被引：3，自引：2，他引：3
[目的]探讨黄土丘陵区不同植被类型对土壤水环境分异规律的影响。[方法]以陕西省延安市燕沟鸡蛋卯小流域1997年退耕建造的样板坡面为对象,于2009年4—10月对其西坡面,自坡顶向下分布的7种植被类型(苹果园、刺槐林、沙棘灌丛、柠条林、紫穗槐灌丛、荒草地、农地(谷子)),采用土钻法每月中旬监测。[结果]生长季(4—10月)0—200cm深度平均土壤含水量大小呈现:紫穗槐灌丛荒草地农地(谷子)刺槐林柠条林沙棘灌丛苹果园。不同植被类型下土壤水分垂直剖面分布有较大差异,在浅层(0—40cm),恢复时段的紫穗槐灌丛、刺槐林下土壤含水量一般高于荒草地,沙棘灌丛、农地(谷子)、苹果园土壤含水量低于荒草地;在中层(40—120cm),荒草地土壤含水量最高,苹果园含水量最低,乔灌林地居中;在深层(120—400cm),只有紫穗槐灌丛、农地(谷子)土壤含水量高于荒草地,其他乔灌林地、苹果园含水量较低。[结论]延安地区植被恢复的乔灌林土壤含水量以紫穗槐灌丛偏高,柠条林、刺槐林、沙棘灌丛对深层土壤水分消耗较大,不利于土壤水环境及其永续利用。 相似文献
12.
A study was carried out on some basic characteristics of the organic matter in the surface horizons of soils from the two different geological (calcareous and acid metamorphic rocks) and ecological systems under a Mediterranean climate in Southeast Spain. The results show some noticeable differences in soil organic matter composition. This is likely due to typical Mediterranean climate and well adapted vegetation. There is a tendency towards a greater stability for the soil humus formed under slightly alkaline soil in comparison to the slightly acidic environment. The samples taken from the latter environment have a higher content in free organic matter, a lower content in total extractable humin and a greater relative proportion of aliphatic chains and lignin in the humic acids. The results also suggest some differences caused by the type of vegetation (forest and scrubland ecosystems) in the soil humus chemistry, with a more obvious negative effect under reforestations with species of Pinus in an acidic soil environment (a higher content in free organic matter, lesser presence of fungal-derived perylenequinonic pigments in the humic acids, and a higher content in little evolved forms of nitrogen and lignin in the humic acids). In general the organic matter under scrubland and Quercus vegetation is more decomposed and the humus is more evolved than under Pinus vegetation. 相似文献
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Land use effects on microbial biomass C, β-glucosidase and β-glucosaminidase activities,and availability,storage, and age of organic C in soil 总被引：1，自引：0，他引：1
David Sotomayor-Ramírez Yusmary Espinoza Veronica Acosta-Martínez 《Biology and Fertility of Soils》2009,45(5):487-497
Microbial biomass, β-glucosidase and β-glucosaminidase activities, and availability, storage, and age of soil organic C were
investigated after 26 years of conversion from sugarcane (Saccharum officinarum) to forest (Eucaliptus robusta or Leucaena leucocephala), pasture (mixture of tropical grasses), and to vegetable cropping (agriculture) in a vertisol in Puerto Rico. Soil organic
C (SOC) at 0–100 cm was similar under Leucaena (22.8 kg C/m2), Eucalyptus (18.6 kg C/m2), and pasture (17.2 kg C/m2), which were higher than under agriculture (13.0 kg C/m2). Soil organic N (SON) at 0–100 cm was similar under the land uses evaluated which ranged from 1.70 (under agriculture) to
2.28 kg N/m2 (under Leucaena forest). Microbial biomass C (MBC) and N (MBN) of the 0–15-cm soil layer could be ranked as: pasture > Leucaena = Eucalyptus > agriculture. The percentages of SOC and SON present as MBC and MBN, respectively, were nearly 1% in pasture and less than
0.50% in forest under Leucaena or Eucalyptus and agricultural soil. The activity of β-glucosidase of the 0–15-cm soil layer could be ranked as: Leucaena = Eucalyptus > pasture > agriculture; while β-glucosaminidase activity was ranked as: Eucalyptus > Leucaena = pasture > agriculture. The soil δ
13C changed from 1996 to 2006 in forest under Eucalyptus (18.7‰ to 21.2‰), but not under Leucaena (20.7‰ to 20.8‰). The soil under Leucaena preserved a greater proportion of old C compared to the forest under Eucalyptus; the former had an increased soil mineralizable C from the current vegetation inputs. The soil under agriculture had the
lowest enzyme activities associated with C cycling, lowest percentage of SOC as MBC, highest percentage of SOC present as
mineralizable C, and highest percentage of MBC present as mineralizable C compared to the other land uses. 相似文献
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G. P. Sparling P. B. S. Hart J. A. August D. M. Leslie 《Biology and Fertility of Soils》1994,17(2):91-100
Total, extractable, and microbial C, N, and P, soil respiration, and the water stability of soil aggregates in the F-H layer and top 20 cm of soil of a New Zealand yellow-brown earth (Typic Dystrochrept) were compared under long-term indigenous native forest (Nothofagus truncata), exotic forest (Pinus radiata), unfertilized and fertilized grass/clover pastures, and gorse scrub (Ulex europaeus). Microbial biomass C ranged from 1100 kg ha-1 (exotic forest) to 1310kg ha-1 (gorse scrub), and comprised 1–2% of the organic C. Microbial N and P comprised 138–282 and 69–119 kg ha-1 respectively, with the highest values found under pasture. Microbial N and P comprised 1.8–7.0 and 4.9–18% of total N and P in the topsoils, and 1.8–4.4 and 23–32%, respectively, in the F-H material. Organic C and N were higher under gorse scrub than other vegetation. Total and extractable P were highest under fertilized pasture. Annual fluxes through the soil microbial biomass were estimated to be 36–85 kg N ha-1 and 18–36 kg P ha-1, sufficiently large to make a substantial contribution to plant requirements. Differences in macro-aggregate stability were generally small. The current status of this soil several years after the establishment of exotic forestry, pastoral farming, or subsequent reversion to scrubland is that, compared to levels under native forest, there has been no decline in soil and microbial C, N, and P contents or macro-aggregate stability. 相似文献
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芒萁根系对崩岗红土层土壤抗剪强度的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
为探究植物根系对崩岗红土层土壤抗剪强度的作用机制，采取室内直剪试验，研究不同含水率条件下芒萁（Dicranopteris dichotoma）根系对红土层抗剪强度的影响。结果表明：（1）不同根重密度土体的抗剪强度总体随含水率增加而下降，含根土体的抗剪强度大于素土。（2）黏聚力随着含水率的增加均呈先增大后减小的趋势，而随根重密度的增加呈增大的趋势，且增量逐渐减小。（3）内摩擦角与土壤含水率之间呈线性负相关，但与根重密度之间无明显关系。（4）含水率对抗剪强度的影响大于根重密度，可用含水率和根重密度模拟根土复合体的抗剪强度（NSE=0.84）。综上，根系的作用可增加崩壁红土层土壤的抗剪强度，但高含水率条件下根系的增强效应降低，可通过减少水分注入以增加崩壁根土复合体的稳定性。 相似文献
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黄土丘陵区不同植被群落土壤团聚体有机碳及其组分的分布 总被引：9，自引：1，他引：8
有机碳是形成土壤团聚体的重要物质,植被群落通过有机残体的输入增加土壤有机碳含量,从而通过影响团聚体的形成而影响土壤结构。为探究不同植被群落对土壤结构改良的意义,对黄土丘陵区森林带和草原带的不同植被群落土壤团聚体中有机碳组分进行了研究。结果表明:(1)研究区域森林带土壤有机碳含量大于草原带,森林带植被群落土壤总有机碳含量大小顺序为:辽东栎群落>人工刺槐群落>狼牙刺群落,草原带植被群落土壤总有机碳含量大小顺序为:人工沙棘群落>达乌里胡枝子+茭蒿群落>铁杆蒿+达乌里胡枝子群落;(2)土壤活性有机碳和腐殖质碳占土壤总有机碳的比例在两种植被带之间基本相同,相同植被群落土壤活性有机碳占土壤总有机碳的比例高于腐殖质碳占总有机碳的比例;(3)森林带土壤>0.25 mm团聚体含量显著高于草原带土壤>0.25 mm团聚体含量,各种形态的有机碳随着土壤团聚体粒级的增大有机碳含量呈先增加后减少或者随着团聚体粒级的增大而增大的趋势,2~0.25 mm和<0.25 mm团聚体中有机碳含量最高;(4)草原带每种植被群落土壤活性有机碳含量空间差异性较大,辽东栎群落各种形态土壤有机碳含量的空间差异性都较大,<0.25 mm团聚体腐殖质碳含量大于其他粒径;(5)草原带人工沙棘群落土壤各种形态有机碳在土壤剖面上的含量差异很小,其他各植被群落0~10 cm土层土壤有机碳含量均大于10~20 cm土层。 相似文献
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运用土壤粒径质量分布原理与分形理论,对大黑山生态修复区6种不同植被类型土壤颗粒分形特征进行研究。结果表明：1）不同植被类型土壤颗粒粒径的质量分数分布差别很大,土壤黏粒和粉粒含量林地比荒草地高87.47%和89.94%,砂粒含量和细砾与粗砾含量林地比荒草地低25.09%和19.19%;土壤粉粒和黏粒含量黑桦＋山杨混交林、蒙古栎和山榆等天然次生林地明显高于山杏和油松等人工林地。2）有林地土壤颗粒分形维数明显大于荒草地,天然次生林土壤颗粒分形维数大于人工林,且以天然次生混交林最大。3）不同植被类型土壤颗粒分形维数与土壤粒径〈0.05 mm的黏粒含量和粒径0.05-0.25 mm之间的粉粒含量呈明显的线性正相关关系,土壤的颗粒越小,细粒含量越高,分形维数越大。4）不同植被类型土壤颗粒分形维数与土壤不均匀系数呈较好的线性负相关关系,随着土壤不均匀系数的降低,土壤颗粒分形维数增大。除荒草地外,大黑山生态修复区其他5种植被类型土壤均为不均匀性良好的土壤,以天然次生林土壤粒径分布结构较好,尤其是以天然次生混交林的最好,其次是人工林的。 相似文献
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晋西黄土区退耕还林后土壤入渗特征及土壤质量评价 总被引：3，自引：2，他引：1
为研究晋西黄土区退耕还林后不同植被覆盖下土壤的入渗特征及土壤质量评价,采用野外双环入渗法测定土壤的入渗特征,并测定不同地类土壤的容重、孔隙度、有机质、全氮等指标,使用相关性分析研究不同类型植被覆盖下土壤的入渗性能及其与土壤理化性质的相关关系,并将各地类的土壤理化性质进行主成分分析。结果表明:(1)植被类型对于土壤渗透速率影响较大,表现为天然次生林刺槐×油松混交林刺槐纯林油松纯林灌木林地苹果园地荒草地农田(玉米地)。(2)退耕还林后,不同植被类型的土壤理化性质差异显著(P0.05),随着森林逐渐恢复,土壤容重下降,孔隙度及有机质等含量增加,土壤理化性质得以改善,入渗性能也有明显提高。土壤入渗特征与总孔隙度、非毛管孔隙度、有机质和全氮含量呈极显著正相关(P0.01),与容重呈极显著负相关(P0.01),与速效磷呈显著负相关(P0.05)。(3)综合土壤入渗性能和土壤理化性质作为土壤评价指标,晋西黄土区退耕还林后不同植被类型土壤质量从高到低依次为次生林刺槐×油松混交林刺槐纯林油松纯林灌木林地苹果园地荒草地农田。 相似文献
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C. Zhang J. Jiang J. Ma X. Zhang Q. Yang Q. Ouyang X. Lei 《Soil Use and Management》2015,31(3):408-416
Soil reinforcement by plant roots and its response to influencing factors are very important for bank stability evaluation and control. Models with improved accuracy are urgently needed for evaluating soil reinforcement. Using a back‐propagation (BP) learning algorithm, an artificial neural network (ANN) model with five input variables, including the number of roots, root area ratio, root tensile strength, soil shear strength, and soil moisture content, was developed to simulate the response of soil reinforcement to these factors. A connection weight approach was used to understand the relative importance of each factor. Using a data set published in 2003 and collected in Australia, soil reinforcement of four trees, Casuarina glauca, Eucalyptus amplifolia, Eucalyptus elata and Acacia floribunda, was simulated using three models: BP‐ANN, one described by Wu et al. in 1979 and the 2005 fibre bundle model (FBM) of Pollen and Simon. Comparisons of results from these models showed that the BP‐ANN model most accurately estimated the soil reinforcement. The simulated results indicated that only the effect of soil moisture content on soil reinforcement was negative. The influence of the other four factors was positive, and the relative importance was in the order: root area ratio > root tensile strength > the number of roots > soil shear strength. This study provides a new approach to soil reinforcement estimation and improves our understanding of soil resistance and bank stability. 相似文献