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草本植物根系网固土原理的力学试验探究 被引量:134
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作者 程洪 张新全 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2002年第5期20-23,共4页
通过试验测定了生物软措施草本植物根系的最大拉力及最大拉力作用下根系断裂面直径 ,计算植物根系最大抗拉强度 ,结果表明香根草根系平均抗拉强度 85 m Pa>假俭草 2 7.3m Pa>白三叶 2 4 .6 m Pa>莎草 2 4 .5 m Pa>宜安草 19... 通过试验测定了生物软措施草本植物根系的最大拉力及最大拉力作用下根系断裂面直径 ,计算植物根系最大抗拉强度 ,结果表明香根草根系平均抗拉强度 85 m Pa>假俭草 2 7.3m Pa>白三叶 2 4 .6 m Pa>莎草 2 4 .5 m Pa>宜安草 19.7m Pa>马尼拉草 17.5 m Pa>狗牙根 13.4 m Pa。土壤剪切力试验表明香根草根系 +沙土处理 >沙土对照 ,香根草根系 +黏土 >黏土对照。探讨了草本植物根系网的固土性能 ,提出根系最大抗拉强度代表根系材料的受力潜能 ,可作为评判根系网的固土刚性的一个有效指标 ,为利用生物软措施代替或部分代替工程措施的作用 。 展开更多
关键词 生物软措施 草本植物 根系网 抗拉强度 土壤剪切力 固土护坡 生物力学 水土保持
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黄土区草地根系生物力学特性研究 被引量:121
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作者 刘国彬 蒋定生 朱显谟 《土壤侵蚀与水土保持学报》 CSCD 北大核心 1996年第3期21-28,共8页
利用自制的毛根拉力测定装置,首次对黄土高原12种常见牧草0.1~1.0mm毛根生物力学特性进行了系统研究。结果表明,牧草毛根具有强大的抗拉能力。直径为0.1~0.2mm禾本科根系抗拉力达1.37N,豆科0.77N,菊... 利用自制的毛根拉力测定装置,首次对黄土高原12种常见牧草0.1~1.0mm毛根生物力学特性进行了系统研究。结果表明,牧草毛根具有强大的抗拉能力。直径为0.1~0.2mm禾本科根系抗拉力达1.37N,豆科0.77N,菊科0.69N。毛根抗拉力随直径增加而增大,递增率为禾本科>豆科>菊科。根龄对抗拉力的影响因种而异,菊科当年新根与老活根抗拉力无明显差异。研究发现豆科沙打旺和禾本科无芒雀麦应力—应变为对数函数关系,应变递增速度快,不符合胡克定律。其余牧草本构方程遵从胡克定律,但其弹性模量因种而异,伸长系数依次是蒿类>胡枝子>狗尾草。毛根应力—应变关系对应变率敏感程度随直径增加而降低。极限应变随直径变化有3种类型:递增型、递减型、单峰曲线型。最后讨论了根系生物大学特征在固结土壤、强化抗冲性中的意义。 展开更多
关键词 毛根 抗拉力 应力-应变方程 极限应变 抗冲性 草地 根系生物力学
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青藏高原黄土区护坡灌木植物根系力学特性研究 被引量:115
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作者 朱海丽 胡夏嵩 +3 位作者 毛小青 李国荣 盛海彦 陈桂琛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第A02期3445-3452,共8页
为研究灌木根系固土护坡的力学机制,以西宁盆地为例,对青藏高原黄土区柠条锦鸡儿、白刺、霸王、四翅滨藜4种灌木进行室内单根拉伸、剪切试验,系统分析灌木根系材料的力学特性。试验与研究结果表明:根系抗拉力和抗剪力均与根径呈幂函数... 为研究灌木根系固土护坡的力学机制,以西宁盆地为例,对青藏高原黄土区柠条锦鸡儿、白刺、霸王、四翅滨藜4种灌木进行室内单根拉伸、剪切试验,系统分析灌木根系材料的力学特性。试验与研究结果表明:根系抗拉力和抗剪力均与根径呈幂函数或指数函数关系,且随根径增大而增大,生长期为18个月的4种灌木的抗拉力与抗剪力大小依次为:四翅滨藜>柠条锦鸡儿>霸王>白刺;根系抗拉强度与根径间呈幂函数或指数函数的关系,随根径增大而减小。根系拉伸的应力–应变特征随不同灌木种的根系结构组成不同而不同,4种灌木种单根拉伸应力–应变曲线均表现出在根系受拉后的初期阶段,应力–应变呈直线关系,当荷载超过弹性极限,拉力继续增加时,应力–应变关系反映出非线性弹性特征,4种灌木种延伸率均可达13%以上,且根系最大延伸率随根径增大而降低。研究区根系密集且毛细根分布较多的0.3~0.8m的浅层土体具有较大的抗拉强度、抗剪强度和抗变形能力,对防治边坡表层水土流失、增强根–土复合体抗剪强度、减缓与防治边坡的滑移变形具有重要作用。根据4种供试灌木根系力学特性并结合根系形态特征,四翅滨藜和柠条锦鸡儿根系固土护坡作用较大。 展开更多
关键词 岩土力学 根系 抗拉强度 抗剪强度 应力-应变曲线 力学特性
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植物根系固坡抗蚀的效应与机理研究进展 被引量:110
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作者 熊燕梅 夏汉平 +1 位作者 李志安 蔡锡安 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期895-904,共10页
植物根系对抵抗坡体浅层滑坡和表土侵蚀起着巨大的作用.植物根系通过增强土体的抗剪强度发挥固坡效应.目前有关植物根系固坡机理的模型较多,普遍接受的是Wu-Wal-dron模型.该模型表明,植物根系产生的土体抗剪强度的增量与根系的平均抗拉... 植物根系对抵抗坡体浅层滑坡和表土侵蚀起着巨大的作用.植物根系通过增强土体的抗剪强度发挥固坡效应.目前有关植物根系固坡机理的模型较多,普遍接受的是Wu-Wal-dron模型.该模型表明,植物根系产生的土体抗剪强度的增量与根系的平均抗拉强度和根面积比成正比,应用该模型评价根系固坡效应的2个最重要因素是根系的平均抗拉强度和根面积比.研究发现,土壤抗侵蚀性随着植物根系数量的增加而提高,但未有一致的定量函数关系.植物根系提高土壤抗侵蚀性主要通过直径小于1mm的须根起作用.须根通过增加土壤水稳性团聚体的数量与粒径等作用来提高土壤的稳定性,以抵抗水流分散;须根还能有效地增强土壤渗透性,减少径流,从而达到减少土壤冲刷的目的. 展开更多
关键词 植物根系 固坡效应 土体抗剪强度 根系抗拉强度 土壤抗侵蚀性
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草本植物根系网的固土机制模式与力学试验研究 被引量:90
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作者 程洪 颜传盛 +2 位作者 李建庆 刘爱平 杨小洁 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2006年第1期62-65,共4页
针对生物软措施的力学固土护坡作用进行了力学机制方面的探讨,提出植物根系网固土力学机制模式的四个层次,以及对不同草本植物根系的固土性能进行了力学试验比较。结果表明不同植物根系具有不同的抗拉强度。香根草根系平均抗拉强度最大... 针对生物软措施的力学固土护坡作用进行了力学机制方面的探讨,提出植物根系网固土力学机制模式的四个层次,以及对不同草本植物根系的固土性能进行了力学试验比较。结果表明不同植物根系具有不同的抗拉强度。香根草根系平均抗拉强度最大达85 m Pa,其次为假俭草,平均抗拉强度27.3 m Pa,白三叶根系平均抗拉强度为24.6 m Pa,莎草根系平均抗拉强度为24.5 m Pa,宜安草根系平均抗拉强度为19.7 m Pa,百喜草根系平均抗拉强度为19.23 m Pa,马尼拉草根系平均抗拉强度为17.5 m Pa,狗牙根根系平均抗拉强度为13.45 m Pa。不同的植物根系具有不同的抗拉强度、不同的固土性能与其遗传结构及其组织材料不同有关。充分了解和认识植物根系固土性能,科学合理运用生物软措施代替或部分代替工程措施在我国繁重的生态环境保护和恢复的基本建设工程项目中具有重要的应用价值和意义。 展开更多
关键词 生物软措施 根系网 固土力学 抗拉强度 根-土复合体 草本植物
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草本植物根系增强土壤抗剪切强度的量化研究 被引量:56
6
作者 赵丽兵 张宝贵 苏志珠 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 2008年第3期718-722,共5页
通过对黄土高原丘陵沟壑区山西省河曲县砖窑沟流域内4种有代表性的草本植物进行野外剪切测试和模型预测,证实和量化了草本植物根系增强土壤抗剪切强度的作用。试验表明,在0~20cm土层4种草本植物根系均可显著增加土壤抗剪切强度,其... 通过对黄土高原丘陵沟壑区山西省河曲县砖窑沟流域内4种有代表性的草本植物进行野外剪切测试和模型预测,证实和量化了草本植物根系增强土壤抗剪切强度的作用。试验表明,在0~20cm土层4种草本植物根系均可显著增加土壤抗剪切强度,其中紫花苜蓿根系对土壤抗剪切强度的增强作用最大,其增大土壤抗剪切强度值为15.33kPa;草木樨和紫花苜蓿根系在20~40cm土层也能明显增大土壤抗剪切强度。同时,对比分析了实测结果与模型预测值间的差异,认为根系增大土壤抗剪强度的真实值应介于实测值和预测值之间。研究结果也表明这4种草本植物根系均具有较高的抗拉强度,且根系的抗拉强度与直径间存在显著幂函数负相关关系。这些研究对黄土区预测和评估草本植物根系的固土护坡作用,以及水土保持植物的选择及优化组合,更有效地发挥植物根系生物软措施的固土潜能具有重要现实指导意义。 展开更多
关键词 草本植物根系 抗拉强度 剪切强度 生物软措施 固土护坡
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浅层滑坡生物治理中的乔木根系抗拉实验研究 被引量:52
7
作者 杨永红 刘淑珍 +1 位作者 王成华 肖清华 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2007年第1期138-140,共3页
通过对野外选取的合欢根系的抗拉试验,及在合欢林地的抗拉拔实验,研究了根系的最大抗拉强度和抗拉拔强度。结果表明,根系最大抗拉强度与根系直径成指数函数关系,最大抗拉力与根系直径成正相关关系,根系抗拉拔力可以和根系直径、根长、... 通过对野外选取的合欢根系的抗拉试验,及在合欢林地的抗拉拔实验,研究了根系的最大抗拉强度和抗拉拔强度。结果表明,根系最大抗拉强度与根系直径成指数函数关系,最大抗拉力与根系直径成正相关关系,根系抗拉拔力可以和根系直径、根长、土壤容重建立回归方程,从而可以求得根系与周围土体之间的静摩擦系数。 展开更多
关键词 根系 抗拉强度 抗拉拔强度 抗拉力
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瞬时拉力下两个生长期4种植物单根抗拉力与抗拉强度的研究 被引量:29
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作者 苑淑娟 牛国权 +3 位作者 刘静 张欣 邢会文 姚喜军 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2009年第5期21-25,共5页
研究3~4年生柠条、沙柳、沙地柏和白沙蒿的单根(根径为0.3~3mm)在两个生长时期内瞬时大风作用下的抗拉力和平均抗拉强度。结果表明,在生长季初期(5月初)和旺盛生长期(8月中旬),4种植物根系的单根抗拉力与直径均呈幂函数正相关关系;抗... 研究3~4年生柠条、沙柳、沙地柏和白沙蒿的单根(根径为0.3~3mm)在两个生长时期内瞬时大风作用下的抗拉力和平均抗拉强度。结果表明,在生长季初期(5月初)和旺盛生长期(8月中旬),4种植物根系的单根抗拉力与直径均呈幂函数正相关关系;抗拉力和平均抗拉强度均表现为柠条>沙柳>沙地柏>白沙蒿;沙柳、沙地柏、白沙蒿在生长季初期的抗拉力和平均抗拉强度大于旺盛生长期,柠条反之。 展开更多
关键词 植物根系 抗拉力 抗拉强度
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三峡水库消落带4种草本根系抗拉特性及根系粘聚力 被引量:26
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作者 钟荣华 鲍玉海 +4 位作者 贺秀斌 高进长 阎丹丹 李峪 王铭锋 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期188-194,共7页
为明确三峡水库消落带典型草本植物根系抗拉特性并评价其固土能力,在三峡腹地忠县石宝镇消落带选取牛鞭草(Hemarthria altissima(L.f.)R.Br.)、扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa(L.f.)R.Br.)、双穗雀稗(Paspalum paspaloides(Michx.)Scr... 为明确三峡水库消落带典型草本植物根系抗拉特性并评价其固土能力,在三峡腹地忠县石宝镇消落带选取牛鞭草(Hemarthria altissima(L.f.)R.Br.)、扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa(L.f.)R.Br.)、双穗雀稗(Paspalum paspaloides(Michx.)Scribn.)和自然恢复草本狗牙根(Cynodon dactylon(L.)Pers.),采用WinRhizo Pro.2009c根系分析系统分析了4种典型草本植物根系在土壤剖面的分布,利用拉力测试仪测定了4种草本根系的抗拉力并计算其抗拉强度,用Wu氏模型估算了根系对土壤粘聚力的增强值。结果表明,4种草地的根系大部分都分布在0—5cm土层中,根长密度(RLD)和根面积比(RAR)均沿土壤深度呈幂函数递减分布。4种消落带草本根系的平均抗拉力次序为狗牙根(5.86N)>牛鞭草(5.55N)>扁穗牛鞭草(5.50N)>双穗雀稗(4.14N)。同样,狗牙根(62.26 MPa)平均抗拉强度最大,扁穗牛鞭草(51.29 MPa)和牛鞭草(50.66 MPa)次之,双穗雀稗(48.81 MPa)最小。4种草本根系都可以显著地增加土壤粘聚力,扁穗牛鞭草、牛鞭草、双穗雀稗、狗牙根最大增强值(表层0—5cm)分别为21.09,22.47,19.51,15.40kPa,平均增加黏聚力值分别为4.90,4.69,4.42,3.12kPa。说明4种草本植物的根系均具备较好的固土潜能,其中扁穗牛鞭草和牛鞭草根系的固土能力最强,双穗雀稗次之,狗牙根最弱。研究结果可以为三峡水库消落带的植被恢复和水土保持工程提供一定依据,并适当的推广到其他水库或湖泊消落带。 展开更多
关键词 草本植物 根系抗拉强度 根系粘聚力 消落带 三峡水库
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绿竹根系分布及生物力学性质 被引量:24
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作者 李谦 周本智 +1 位作者 安艳飞 徐升华 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1319-1326,共8页
为探讨绿竹根系固土力学机制,研究了绿竹根系在土壤中的垂直分布状况,以及绿竹单根抗拉强度和林地土壤抗剪切强度.结果表明绿竹根系干质量、长度、表面积和体积均随土层深度增加而减小,0~40 cm土层集中了90%以上的根系.径级D≤1m... 为探讨绿竹根系固土力学机制,研究了绿竹根系在土壤中的垂直分布状况,以及绿竹单根抗拉强度和林地土壤抗剪切强度.结果表明绿竹根系干质量、长度、表面积和体积均随土层深度增加而减小,0~40 cm土层集中了90%以上的根系.径级D≤1mm根系占全部根系长度的比例最大,为79.6%,占全部根系体积的比例最小,为8.2%;而D≥2 mm根系则相反,D≥2 mm根系居于二者中间.12%含水率和饱和含水率下,绿竹根系最大抗拉力与直径呈幂函数正相关,而根系抗拉强度与直径呈幂函数负相关;不同径级根系的抗拉强度存在显著差异,D≤1 mm根系抗拉强度最大,而D≥2 mm最小.12%含水率下根系抗拉强度显著高于饱和含水率下根系抗拉强度,含水率对根系抗拉强度的影响随根系径级增大而减小.绿竹林地土壤抗剪切强度和裸地土壤抗剪切强度均随土壤深度增加而增大.绿竹林地土壤抗剪切强度与根系含量呈线性正相关,且显著大于裸地土壤抗剪切强度,其增加值与根系含量呈指数正相关,而与土壤深度关系不大. 展开更多
关键词 绿竹 根系 生物力学 抗拉强度 抗剪切强度
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中亚热带优势灌木根系对土壤抗剪切力的影响 被引量:21
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作者 王剑敏 沈烈英 赵广琦 《南京林业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期47-50,共4页
在浙江南部的山体滑坡、泥石流易发区,对中亚热带常绿阔叶林中3种优势灌木植物(檵木、麂角杜鹃和香港黄檀)根系进行野外和室内剪切测试,探讨了灌木植物根系增强土壤抗剪切强度的作用。结果表明:须根相对丰富的植物能明显提高表层土壤的... 在浙江南部的山体滑坡、泥石流易发区,对中亚热带常绿阔叶林中3种优势灌木植物(檵木、麂角杜鹃和香港黄檀)根系进行野外和室内剪切测试,探讨了灌木植物根系增强土壤抗剪切强度的作用。结果表明:须根相对丰富的植物能明显提高表层土壤的抗剪强度;根系抗拉力和抗剪力均与根径呈幂函数正相关关系;檵木和麂角杜鹃根系抗拉强度与根径呈幂函数负相关关系,而香港黄檀根系抗拉强度与根径无明显相关性;细根或比粗根更有利于土壤加固和抗剪强度的提高。 展开更多
关键词 灌木根系 抗剪强度 抗拉强度 中亚热带常绿阔叶林
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土石山区护坡草本植物根系抗拉力学特性 被引量:23
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作者 欧阳前超 魏杨 +1 位作者 周霞 张超波 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2017年第4期35-41,共7页
为了解山西省土石山区护坡植物的根系抗拉力学特性,对比选择最适宜的水土保持物种。对其边坡上黑麦草(Lolium perenne L.)、香根草(Vetiveria zizanioides L.)、百喜草(Paspalum notatum Flugge)3种护坡植物的根系开展抗拉力学试验,研究... 为了解山西省土石山区护坡植物的根系抗拉力学特性,对比选择最适宜的水土保持物种。对其边坡上黑麦草(Lolium perenne L.)、香根草(Vetiveria zizanioides L.)、百喜草(Paspalum notatum Flugge)3种护坡植物的根系开展抗拉力学试验,研究3种植物根系最大抗拉力、极限抗拉强度以及弹性模量随直径及根长大小变化的规律。研究结果显示:根长一定时,3种植物的最大抗拉力随直径的增加而增加,单根极限抗拉强度随根系直径的增大而减小;而直径一定时,根系最大抗拉力和极限抗拉强度随根系长度的增大而减小;弹性模量值随着根径和根长增大呈下降的趋势。3种植物根系平均最大抗拉力关系为:香根草(16.258 N)>黑麦草(11.734 N)>百喜草(4.891 N);平均极限抗拉强度关系为:百喜草(116.226 MPa)>黑麦草(50.839 MPa)>香根草(49.650 MPa);平均弹性模量分别为:百喜草(20.392 MPa/mm)>香根草(3.257 MPa/mm)>黑麦草(3.245 MPa/mm)。结果表明这3种植物中百喜草根系的固土能力最好,在选择最为适宜的水土保持物种时可优先考虑。研究结果可为土石山区水土保持研究提供一定的科学依据。 展开更多
关键词 根系 水土保持 抗拉力 抗拉强度 弹性模量
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浅层滑坡多发区典型灌木根系对边坡土体抗剪强度的影响 被引量:22
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作者 李佳 汪霞 +3 位作者 贾海霞 赵云飞 欧延升 柳洋 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第14期5117-5126,共10页
生态建设是"一带一路"可持续发展的基础,甘肃省陇南市位于"一带一路"核心区域,地处浅层滑坡多发区,地质灾害频发。通过单根抗拉试验和重塑土直接剪切试验对该区域四种典型灌木杠柳、胡枝子、酸枣和石榴的土壤及根... 生态建设是"一带一路"可持续发展的基础,甘肃省陇南市位于"一带一路"核心区域,地处浅层滑坡多发区,地质灾害频发。通过单根抗拉试验和重塑土直接剪切试验对该区域四种典型灌木杠柳、胡枝子、酸枣和石榴的土壤及根系进行研究,探讨灌木根系对土壤物理性质和浅层滑坡的改善效应。结果表明,灌木根系能显著提高土壤含水率,改善孔隙结构;抗拉强度与根径间存在显著幂函数关系(P<0.01),根径<1 mm的毛细根抗拉强度最强,单根抗拉强度依次为胡枝子>石榴>酸枣>杠柳;重塑土抗剪强度随土壤含水率升高而降低,土壤粘聚力(C)和内摩擦角(φ)均随含水率增加而减小,在10%的最优含水率下,抗剪强度依次为石榴>酸枣>杠柳>胡枝子;随根系密度增加,杠柳和胡枝子的根-土复合体抗剪强度减小,酸枣和石榴在1.5倍天然根系密度下对土壤抗剪强度增强效果最强。通过评价浅层滑坡多发区不同灌木护土固坡效应,为"一带一路"沿线展开生态修复提供理论依据。 展开更多
关键词 浅层滑坡区 植物根系 抗拉强度 抗剪强度 水土保持
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树木根系固土力学机制研究综述 被引量:17
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作者 宋维峰 陈丽华 刘秀萍 《浙江林学院学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期376-381,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 土壤学 树木根系 固土护坡 力学机制 抗拉强度 抗剪强度
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根系主要成分含量对根系固土效能的影响 被引量:18
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作者 朱锦奇 王云琦 +4 位作者 王玉杰 张会兰 白雪琪 李云鹏 刘勇 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2014年第3期166-170,177,共6页
选取中国北方两种常见树种油松(Pinus tabulae formis)和元宝枫(Acer truncatum),对这两种树0.2~6mm直径的根系直径、根系抗拉强度、整根的根土复合体强度、根系3种主要成分含量(纤维素含量、半纤维素含量与木质素含量)进行测... 选取中国北方两种常见树种油松(Pinus tabulae formis)和元宝枫(Acer truncatum),对这两种树0.2~6mm直径的根系直径、根系抗拉强度、整根的根土复合体强度、根系3种主要成分含量(纤维素含量、半纤维素含量与木质素含量)进行测定。结果表明,随着根系直径的增加,植物根系半纤维素含量增高,纤维素含量与木质素含量降低,从而植物的抗拉强度降低。植物根系抗拉强度与纤维素含量、木质素含量成正相关关系,与半纤维素含量成负相关关系。因此,在排除根系结构影响的前提下,植物根系纤维素含量与木质素含量是导致不同植物种固土效果差异的直接原因。 展开更多
关键词 植物根系 抗拉强度 纤维素 木质素 固土效果
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贺兰山3种乔木单根及根土复合体力学特性 被引量:15
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作者 田佳 卞莹莹 +2 位作者 于江珊 王晓燕 许玲玲 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期123-129,共7页
为研究和比较贺兰山山杨、青海云杉、油松单根和根土复合体的力学特性,通过单根拉伸、三轴压缩、饱和渗透试验测定了3种乔木单根和根土复合体的力学参数及土水特征曲线。结果表明:3种乔木单根力学特性存在显著差异,且直径对单根的力学... 为研究和比较贺兰山山杨、青海云杉、油松单根和根土复合体的力学特性,通过单根拉伸、三轴压缩、饱和渗透试验测定了3种乔木单根和根土复合体的力学参数及土水特征曲线。结果表明:3种乔木单根力学特性存在显著差异,且直径对单根的力学特性有显著影响。单根最大拉力与直径成幂函数相关,随直径增大而增大;单根抗拉强度、杨氏模量与直径成对数函数相关,随直径增大而减小。山杨单根平均最大拉力(0.38kN)>青海云杉(0.25kN)>油松(0.17kN);山杨单根平均抗拉强度(33.39 MPa)>青海云杉(27.79MPa)>油松(18.45MPa);山杨单根平均杨氏模量(0.17GPa)>青海云杉(0.12GPa)>油松(0.11GPa)。3种乔木根土复合体的黏聚力、弹性模量存在显著差异,但摩擦角没有显著差异(平均值30.48°)。山杨根土复合体的黏聚力(10.65kPa)>青海云杉(8.97kPa)>油松(7.13kPa);山杨根土复合体的弹性模量(2.17 MPa)<青海云杉(2.52 MPa)<油松(4.21 MPa)。3种乔木根土复合体的土水特征曲线、渗透函数曲线都存在极显著差异,山杨根土复合体的渗透能力>油松>青海云杉。研究结果对于评价山杨、青海云杉、油松稳定边坡能力和建立贺兰山边坡稳定性分析数值模型都具有重要参考价值。 展开更多
关键词 根土复合体 单根 根的抗拉强度 根系固土 贺兰山
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内蒙古中西部3种乡土植物根系抗拉力学特性的对比研究 被引量:17
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作者 左志严 格日乐 +1 位作者 乌仁图雅 王娟 《水土保持通报》 CSCD 2015年第2期52-57,63,共7页
[目的]研究内蒙古中西部地区3种乡土植物种根系的抗拉机理,为该区水土保持的树种选择提供依据。[方法]以内蒙古中西部地区3种常见植物柠条、沙棘和紫花苜蓿根系为对象,进行室内单根瞬时极限拉伸试验研究。[结果](1)3种植物单根极限抗拉... [目的]研究内蒙古中西部地区3种乡土植物种根系的抗拉机理,为该区水土保持的树种选择提供依据。[方法]以内蒙古中西部地区3种常见植物柠条、沙棘和紫花苜蓿根系为对象,进行室内单根瞬时极限拉伸试验研究。[结果](1)3种植物单根极限抗拉力随着直径的增加而增大,单根极限抗拉强度随直径的增加均呈幂函数递减。(2)当直径在0.19mm^2.89mm范围内相同径级时,3种植物单根极限抗拉强度和弹性模量均值大小顺序相同,依次为:柠条>沙棘>紫花苜蓿,3种植物根径≤0.5mm的细根具有较大的极限抗拉强度和弹性模量;(3)同一树种当根系直径相同时,土壤含水率高则其单根平均极限抗拉强度小。[结论]根系的力学特性与形态结构特征的结合,是选择适宜的水土保持树种非常重要的因素。从根系抗拉性能方面评价3种植物根系固土抗蚀能力大小则柠条优于沙棘和紫花苜蓿。 展开更多
关键词 单根 极限抗拉力 极限抗拉强度 弹性模量 土壤含水率
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油松、华北落叶松根系抗拉特性的影响因素 被引量:15
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作者 李宁 陈丽华 杨苑君 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期77-84,共8页
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... 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 mm>100 mm>150mm>200 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/min>100 mm/min>200 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。 展开更多
关键词 根系 抗拉力 抗拉强度 影响因素
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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 被引量:15
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作者 韩立亮 宋桂龙 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期120-127,共8页
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... 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0.95~5.42mm,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。 展开更多
关键词 根系 力学特性 抗拉强度 应力-应变曲线 细胞壁成分
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土壤水分对植物根系固土力学性能的影响综述 被引量:14
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作者 蒋静 张超波 +1 位作者 张雪彪 杨启红 《中国农学通报》 2015年第11期253-261,共9页
为了分析土壤水分对植物根系固土力学性能的影响机制,揭示根系固土力学机理和科学防治土壤流失提供基础理论研究思路,分析了土壤含水量对根系分布、根系抗拉特性、根系-土壤相互作用、根系-土壤复合体抗剪特性和根系固土力学模型的影响... 为了分析土壤水分对植物根系固土力学性能的影响机制,揭示根系固土力学机理和科学防治土壤流失提供基础理论研究思路,分析了土壤含水量对根系分布、根系抗拉特性、根系-土壤相互作用、根系-土壤复合体抗剪特性和根系固土力学模型的影响,探讨了根系固土力学性能对土壤含水量的响应机理研究现状及发展趋势。认为根系形态与根系固土效果紧密相关,目前缺乏土壤水分对根系形态及根系固土力学特性的定量研究;对根系抗拉强度和拔出强度的影响因素等关注较多,但对土壤水分变化是否影响根系强度、根土界面摩擦和根系破坏模式研究非常少;土壤水分在植物固持水土的水文效应中研究较多,但其对根系固土力学性能的影响规律尚需进一步研究;评价根系固土力学性能的模型没有考虑或充分考虑土壤水分变化对固土效果的影响,且模型中各影响因素的相对重要性关系尚不清楚。分析结果深化了对降水影响覆盖植被边坡稳定性机理的理解,为深入研究土壤水分与根系固土力学机制相互作用提供了理论基础。 展开更多
关键词 土壤水分 根系固土 根系抗拉强度 土壤抗剪强度 根-土复合体
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