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寒旱环境盐生植物根系固土护坡力学效应及其最优含根量探讨 被引量:55
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作者 栗岳洲 付江涛 +4 位作者 余冬梅 胡夏嵩 朱海丽 李光莹 虎啸天 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1370-1383,共14页
以大柴旦盐湖区及其周边地区为例,选取海韭菜、赖草、毛穗赖草、无脉苔草4种优势盐生植物,对其单根进行单根拉伸试验以及4种植物根–土复合体抗剪强度试验。分别获得4种植物单根抗拉力和单根抗拉强度;通过对4种盐生植物根–土复合体在... 以大柴旦盐湖区及其周边地区为例,选取海韭菜、赖草、毛穗赖草、无脉苔草4种优势盐生植物,对其单根进行单根拉伸试验以及4种植物根–土复合体抗剪强度试验。分别获得4种植物单根抗拉力和单根抗拉强度;通过对4种盐生植物根–土复合体在不同含根量梯度下的直接剪切试验,探讨根系对土体抗剪强度增强作用以及根–土复合体的最优含根量。由单根拉伸试验结果表明,4种植物平均单根抗拉力值为4.67~10.97 N,平均单根抗拉强度值为12.32~49.99 MPa,且4种植物平均单根抗拉强度由大至小依次为赖草、毛穗赖草、无脉苔草、海韭菜;4种植物根–土复合体扰动试样黏聚力值为10.44~27.42 k Pa,不含根素土试样黏聚力值为8.10 k Pa,与不含根系素土相比,根–土复合体的黏聚力增长量为2.34~19.32 k Pa,其增幅为28.89%~238.52%;根系增强土体抗剪强度存在最优含根量,根–土复合体试样中的含根量处于最优含根量时,4种植物根–土复合体的抗剪强度为相对最大值,其黏聚力值为17.94~27.42 k Pa,黏聚力由大至小依次为海韭菜、赖草、毛穗赖草、无脉苔草。该研究成果对大柴旦盐湖区以及与该区地质条件相似的其他地区开展利用盐生植物增强土体抗剪强度,且对于开展有效防治土体侵蚀和地表水土流失等地质灾害的发生具有理论价值和实际意义。 展开更多
关键词 边坡工程 寒旱环境 大柴旦盐湖区 盐生植物根系 单根力学强度 根–土复合体 力学效应
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侧根的根土粘合键模型及牵引效应测试系统 被引量:11
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作者 刘跃明 张云伟 周跃 《南京林业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期50-54,共5页
探讨了侧根与土壤间摩擦型根土粘合键的力学作用机制,基于莫尔 库仑破坏准则建立了极限平衡条件下的摩擦型根土粘合键破坏模型。设计出能在室内和野外进行实时测试分析的测试系统,并配套了支持PCMCIA插槽的DAQP 12型模数转换(A/D)卡、... 探讨了侧根与土壤间摩擦型根土粘合键的力学作用机制,基于莫尔 库仑破坏准则建立了极限平衡条件下的摩擦型根土粘合键破坏模型。设计出能在室内和野外进行实时测试分析的测试系统,并配套了支持PCMCIA插槽的DAQP 12型模数转换(A/D)卡、直流电供电的QT 300型调理装置。经实验验证,系统各项性能能够满足根系对土壤牵引效应研究的测试要求;摩擦型根土粘合键破坏模型计算结果与室内测试结果吻合较好。 展开更多
关键词 侧根 根土粘合键 模型 牵引效应 测试系统 数据采集 生态护坡工程
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穿沙公路边坡植被根系固土力学特征比较研究 被引量:7
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作者 李东彪 朱磊 《路基工程》 2022年第1期8-13,共6页
以库布齐沙漠穿沙公路边坡防护常用灌木沙柳、柠条和油蒿根系为研究对象,通过野外定位采样及室内力学试验,研究3种灌木根系的固土力学特征,对根系形态及力学指标进行测定。结果表明:3种灌木根系抗拉力与抗折力均随根径增大呈幂函数增长... 以库布齐沙漠穿沙公路边坡防护常用灌木沙柳、柠条和油蒿根系为研究对象,通过野外定位采样及室内力学试验,研究3种灌木根系的固土力学特征,对根系形态及力学指标进行测定。结果表明:3种灌木根系抗拉力与抗折力均随根径增大呈幂函数增长,抗拉强度和抗折强度均随根径增大呈幂函数减小,种间差异显著;从单根力学角度评价,柠条各指标均优于沙柳和油蒿,能够对边坡土体提供更有效的刚性支撑,而从整株抗剪角度评价,沙柳具有最好的根系形态指标和提高土体抗剪强度的能力,能够对边坡土体提供更大的黏聚力。因此,在穿沙公路边坡的侵蚀防控中,柠条和沙柳可以作为复合配置模式进行植被建设,从而实现边坡的多方位生态防护。 展开更多
关键词 穿沙公路 生态防护 根-土复合体 根系 材料力学特性
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西南山区云南松根土复合体力学特性及其对浅层坡体稳定性的影响 被引量:6
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作者 李怡帆 张国涛 +2 位作者 雷鸣宇 方海燕 李朝月 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2022年第6期88-96,共9页
[目的]探究西南山区云南松根土复合体力学特性及其对坡体稳定性的影响,为该区浅层滑坡机理认识,识别预警与防治等提供理论基础与数据支持。[方法]以四川省凉山州中研究极为缺乏且与浅层滑坡密切相关的云南松根系为研究对象,开展根土复... [目的]探究西南山区云南松根土复合体力学特性及其对坡体稳定性的影响,为该区浅层滑坡机理认识,识别预警与防治等提供理论基础与数据支持。[方法]以四川省凉山州中研究极为缺乏且与浅层滑坡密切相关的云南松根系为研究对象,开展根土复合体抗剪强度试验和FLAC 3D边坡安全系数数值模拟,探究了不同根系密度、根系分布方式与土壤含水量组合下乔木根土复合体的力学性质及浅层边坡稳定性。[结果]较高的植物根系密度可明显提高土体的抗剪强度,与素土相比,黏聚力、内摩擦角提高比例分别高达45.5%,9.6%。然而,根径与根系抗拉强度却呈显著的幂函数负相关关系(p<0.05),根径低于2 mm的细根抗拉强度最强;同时,乔木根系水平或垂直分布方式下,土壤含水量的增加均会降低土体的抗剪强度,不利于边坡稳定,而乔木交错分布最有利于提高土壤的抗剪强度和边坡稳定性。[结论]乔木根系的高密度发育,复杂交错分布,细根丛生等特点对提高根土复合体抗剪强度与边坡稳定性具有重要作用,适度地增加边坡植被覆盖是控制浅层滑坡发生的重要措施之一。通过评价地质灾害多发区不同条件下乔木根系护土固坡效应,可为震后地质活跃区开展生态修复提供理论支持。 展开更多
关键词 根土复合体 根系密度 根系分布方式 含水量 力学特性 浅层边坡稳定性
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根土系统中的根系水力提升研究综述 被引量:7
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作者 邵立威 孙宏勇 +1 位作者 陈素英 张喜英 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1080-1085,共6页
根土系统可看作是土壤-植物-大气连续体(SPAC)系统的子系统,根土间存在着内在优化协调的动态机制以更大限度地为SPAC过程提供水分和养分。植物根系的水力提升现象是根土系统对水分分异的根土环境中土壤水资源优化利用的过程,是植物根系... 根土系统可看作是土壤-植物-大气连续体(SPAC)系统的子系统,根土间存在着内在优化协调的动态机制以更大限度地为SPAC过程提供水分和养分。植物根系的水力提升现象是根土系统对水分分异的根土环境中土壤水资源优化利用的过程,是植物根系所具有的一种普遍现象。植物根系的水力提升作用利于植物对土壤水分利用最大化,同时也促进了对土壤养分的吸收利用及对土壤环境的改善。可以从系统优化的观点对这一现象的存在进行理论解释,其发生受一定的条件制约,是必然中的偶然。根系水力提升量不容忽视,在一些环境的植物中,水力提升提供了很大比例的蒸腾水分,不仅对植物蒸腾耗水有利,更存在广泛的生理生态意义。研究根系提水的应用对干旱区农业发展和生态修复有着潜在的价值,具有广泛的研究前景。 展开更多
关键词 SPAC 根土系统 水力提升 植物根系 土壤水
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青海柴达木盆地盐湖区5种盐生植物根-土复合体抗剪强度影响因素及评价 被引量:7
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作者 余冬梅 祁兆鑫 +4 位作者 刘亚斌 杨幼清 李淑霞 胡夏嵩 付江涛 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期157-165,共9页
为探讨高寒干旱环境下盐生植物根—土复合体抗剪强度影响因素以及复合体抗剪强度特征,选取了位于柴达木盆地西北部的尕斯库勒盐湖区作为研究区,筛选出芦苇、海韭菜、无脉苔草、赖草和洽草5种优势盐生植物作为试验供试种,对其进行了室内... 为探讨高寒干旱环境下盐生植物根—土复合体抗剪强度影响因素以及复合体抗剪强度特征,选取了位于柴达木盆地西北部的尕斯库勒盐湖区作为研究区,筛选出芦苇、海韭菜、无脉苔草、赖草和洽草5种优势盐生植物作为试验供试种,对其进行了室内根—土复合体原状试样直剪试验,分析了复合体容重、含水量、根长密度(RLD)、根重密度(RWD)和根面积比(RAR)5种因素对根—土复合体抗剪强度影响;在此基础上,采用灰色关联法进一步评价了上述5种因素对复合体抗剪强度的影响程度,结果表明:盐生植物根—土复合体粘聚力c值、摩擦角φ值与影响因素间的灰色关联度容重为0.740,0.879,含水量为0.698,0.849,根重密度为0.692,0.609,根长密度为0.655,0.519,根面积比为0.631,0.569;5种盐生植物根—土复合体粘聚力c值与5种影响因素容重之间的关系相对较为显著。其中芦苇根系增强土体粘聚力c值作用相对较为显著,其根系在土体中呈近似垂直状分布,故在试样中根系多数穿过剪切面,即当复合体发生剪切变形时,试样中根系基本均能起到抵抗剪切变形作用。该研究成果对研究区及其周边地区有效防治坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害现象发生具有一定理论研究价值和实际指导意义。 展开更多
关键词 柴达木盆地 尕斯库勒盐湖区 盐生植物 根—土复合体 灰色关联法
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根-土复合体的胀缩变形及干湿循环后的力学特性研究 被引量:1
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作者 陈筠 陈泰徐 +2 位作者 王爽 王连锐 邬忠虎 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2023年第5期136-146,共11页
【目的】边坡生态防护具有自然生态修复和固土作用,经济效益斐然。为了研究干湿循环作用下植物根系对红黏土的加固机理和生态防护在红黏土分布区的适用性。【方法】以贵州省贵阳市红黏土为研究对象,采用膨胀试验和收缩变形试验,探究根-... 【目的】边坡生态防护具有自然生态修复和固土作用,经济效益斐然。为了研究干湿循环作用下植物根系对红黏土的加固机理和生态防护在红黏土分布区的适用性。【方法】以贵州省贵阳市红黏土为研究对象,采用膨胀试验和收缩变形试验,探究根-土复合体在不同初始含水率下的胀缩性能,并采用固结快剪试验,测定干湿循环作用下不同循环幅度和不同初始含水率时根-土复合体的抗剪强度参数,从而分析干湿循环作用下根系的掺入对红黏土强度变化的影响。【结果】研究结果显示:(1)所测红黏土的自由膨胀率为58.0%,属弱膨胀土。膨胀率和线缩率分别随初始含水率的增加而减小和增加,根系的掺入能够有效抑制土体的胀缩变形,抑制强弱与根系含量和土体含水率有关。(2)当循环幅度分别为10%、20%和30%,且初始含水率和根系掺量一定时,根-土复合体的抗剪强度较5次循环前呈现先增大后减小的趋势。(3)当初始含水率分别为40%、50%和60%,且循环幅度和根系掺量一定时,根-土复合体的抗剪强度较5次循环前总体上随初始含水率的增加而减小。【结论】根系的掺入能够有效抑制干湿循环作用下红黏土抗剪强度的衰减。研究成果将进一步加深对红黏土力学特性和边坡生态防护的认识。 展开更多
关键词 红黏土 根-土复合体 干湿循环 膨胀变形 抗剪强度 边坡 含水率 生态防护
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基于离散元模拟的草本植物根系分布对黏土抗剪强度的影响研究 被引量:2
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作者 张凯 杨松 《草原与草坪》 CAS CSCD 2022年第2期59-66,共8页
为深入研究草本植物根系分布对土壤固土能力的影响。通过堆积试验对植物根系-土壤接触参数进行标定,利用EDEM离散元软件研究不同根系形状,根系长度,根系间距以及根系数量对土壤固土能力的影响。结果表明:根土复合体剪应力大于无根土体... 为深入研究草本植物根系分布对土壤固土能力的影响。通过堆积试验对植物根系-土壤接触参数进行标定,利用EDEM离散元软件研究不同根系形状,根系长度,根系间距以及根系数量对土壤固土能力的影响。结果表明:根土复合体剪应力大于无根土体剪应力,植物根系对土壤有加固的作用,提高抗剪强度;均布形根系较于三角形根系,对根土复合体抗剪强度的提升更明显;根系长度越长,根土复合体剪应力越大,固土能力越强,200 mm的根系阻力最大值比150 mm的根系阻力最大值增加5.34%,150 mm根系阻力最大值比100 mm根系阻力最大值增加18.44%;当根系间距等于两根系最长根毛长度(两根系根毛不重叠)时,根系固土能力最强;一定数量范围内,植物根系数量越多,固土能力越好。 展开更多
关键词 根土复合体 离散元模拟 草本植物根系 EDEM
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作物根系-土壤系统中滴滴涕类化合物动态及影响因素 被引量:1
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作者 焦杏春 叶传永 +1 位作者 杨永亮 安丽华 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期514-518,共5页
针对植物-土壤系统中滴滴涕及其代谢产物的动态情况及影响因素,开展了野外与室内相结合的研究工作。研究结果表明,相对于其他环境介质,农田土壤对以油菜和玉米为代表的作物中滴滴涕类化合物(DDTs)的富集起主要作用;油菜和玉米农作物根... 针对植物-土壤系统中滴滴涕及其代谢产物的动态情况及影响因素,开展了野外与室内相结合的研究工作。研究结果表明,相对于其他环境介质,农田土壤对以油菜和玉米为代表的作物中滴滴涕类化合物(DDTs)的富集起主要作用;油菜和玉米农作物根系和根际土中滴滴涕的浓度分别呈现增加和降低的动态。提高根表面积可以增加作物根系对DDTs的富集,并且在相同暴露条件下,根表面积的作用要大于土壤有机碳含量的作用。 展开更多
关键词 动态分布 滴滴涕类化合物(DDTs) 根系-土壤系统
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真菌菌落形态仿真系统的设计与实现
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作者 傅廷亮 詹剑 +2 位作者 贡顶 沈业寿 刘竞男 《计算机仿真》 CSCD 2002年第4期35-37,共3页
该文介绍了一个用于真菌菌落形态仿真的通用模型和软件 ,分析了各部分功能 ,模拟了营养条件对真菌生长的影响。
关键词 真菌 菌落形态 仿真系统 设计 根-土壤系统 生物工程
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植物固土护坡效应的研究现状及发展趋势 被引量:53
11
作者 付江涛 李光莹 +4 位作者 虎啸天 栗岳州 余冬梅 朱海丽 胡夏嵩 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期1135-1146,共12页
近年来由于自然环境变化和人类工程实践活动的影响,水土流失、滑坡等地质灾害发生的概率逐年提高,这些灾害的发生为当地人们的生产、生活带来了一定程度的危害。利用植物固土护坡方法可有效防治上述地质灾害的发生。植物固土护坡效应主... 近年来由于自然环境变化和人类工程实践活动的影响,水土流失、滑坡等地质灾害发生的概率逐年提高,这些灾害的发生为当地人们的生产、生活带来了一定程度的危害。利用植物固土护坡方法可有效防治上述地质灾害的发生。植物固土护坡效应主要表现在水文效应和力学效应两方面。水文效应包括植物茎叶的降雨截留作用,植物茎叶削弱雨滴溅蚀作用,植物茎叶及其腐殖质抑制地表径流作用;力学效应包括须状根系的加筋作用、主直根系的锚固作用和水平根系的牵拉作用等。本文着重探讨了植物护坡表现在水文效应和力学效应两方面的研究现状及其发展趋势。其中,在水文效应方面,对植物茎叶降雨截留及削弱溅蚀等进行了着重探讨;对于力学效应着重探讨了根系增强土体抗剪强度理论模型、根-土相互作用、植物固土护坡力学效应数值模拟等。在上述基础上,指出了植物固土护坡效应发展趋势,即体现在水文效应方面,需开展大气-土体-植物水分迁移对边坡稳定性影响研究;根-土复合体强度理论模型方面,进一步探讨Wu-Waldron-Model模型和FiberBundle-Model模型所适用的工况条件;数值模拟方面,需进一步探讨在建立计算模型时应系统考虑植物根型特征、根系强度等诸因素以及这些因素对计算结果的影响;在工程实践方面,进一步开展植物护坡方法在边坡工程中的应用,探索植物护坡在不同地质、气候和区域环境条件下的应用与维护,使植物固土护坡效应体现出水文效应、力学效应、景观效应的有机结合。 展开更多
关键词 水文效应 力学效应 根-土复合体 植物护坡 数值模拟
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植物根系对土体加筋效应研究 被引量:49
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作者 余芹芹 乔娜 +3 位作者 卢海静 胡夏嵩 李国荣 朱海丽 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第A01期3216-3223,共8页
以自建的西宁盆地周边试验区为例,通过对寒旱环境4种类型试样即素土、草本–土复合体、灌木–土复合体、灌木–草本–土复合体试样分别进行三轴压缩试验,对比分析这4种试样的强度及其相应的应力–应变特征,评价试验区植物根系对边坡土... 以自建的西宁盆地周边试验区为例,通过对寒旱环境4种类型试样即素土、草本–土复合体、灌木–土复合体、灌木–草本–土复合体试样分别进行三轴压缩试验,对比分析这4种试样的强度及其相应的应力–应变特征,评价试验区植物根系对边坡土体的加筋效应及其固土护坡贡献。结果表明:(1)在围压20,30和40 kPa作用下,根–土复合体和素土的主应力差随着轴向应变的增大而呈增大趋势,且最终趋于稳定值,曲线形态基本属于应变硬化型。在荷载作用的初始阶段,根–土复合体的抗剪能力较素土增长快;(2)在3级围压作用下,根–土复合体试样的剪切峰值均大于素土,且4种试样的剪切峰值具有一致性的变化规律,即柠条锦鸡儿根–芨芨草根–土复合体>芨芨草根–土复合体>柠条锦鸡儿根–土复合体>素土;(3)根–土复合体较素土的黏聚力c值增长率依次为94.1%,66.6%,39.2%,且柠条锦鸡儿根–芨芨草根–土复合体的黏聚力较芨芨草根–土复合体、柠条锦鸡儿根–土复合体的黏聚力增长率分别为16.5%,39.4%。该变化规律反映试验区植物根系对边坡土体具有显著的加筋作用,同时也说明草本与灌木植物组合种植的形式对试验区土体的加筋效果较单一种植草本或灌木植物显著。研究成果为试验区和相似地区,开展边坡浅层滑坡、水土流失等地质灾害的防治提供理论依据。 展开更多
关键词 土力学 寒旱环境 加筋作用 根–土复合体 应力–应变关系 黏聚力
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青藏高原东北部黄土区灌木植物根系护坡效应的数值模拟 被引量:48
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作者 李国荣 胡夏嵩 +5 位作者 毛小青 朱海丽 倪三川 乔娜 余芹芹 陈桂琛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1877-1884,共8页
为研究青藏高原东北部黄土地区灌木植物根系与边坡稳定性之间的关系,以试验区西宁盆地及其周边黄土边坡为例,选取适合于研究区生长的柠条锦鸡儿、四翅滨藜、霸王及白刺4种灌木进行坡面种植,并对其根–土复合体进行力学强度试验,且采用... 为研究青藏高原东北部黄土地区灌木植物根系与边坡稳定性之间的关系,以试验区西宁盆地及其周边黄土边坡为例,选取适合于研究区生长的柠条锦鸡儿、四翅滨藜、霸王及白刺4种灌木进行坡面种植,并对其根–土复合体进行力学强度试验,且采用二维有限元法模拟试验区生长期为2a的4种灌木植物根系对边坡稳定性的增强作用。试验和模拟结果表明:试验区种植4种灌木植物的坡体,其水平方向和垂直方向的位移显著小于素土边坡,相比较而言,种植4种灌木植物的坡体所发生的水平和垂直最大位移量相对由小至大的顺序依次为柠条锦鸡儿、四翅滨藜、霸王及白刺;4种灌木植物其侧根和主根在土体中分别起到加筋和锚固作用,这种根–土相互作用增加了坡体的黏聚力和抗剪强度,从而使试验区边坡应力集中范围缩小,塑性破坏区面积减小。试验区边坡安全系数计算结果表明,与素土边坡相比,试验区四翅滨藜、柠条锦鸡儿、霸王、白刺根–土复合体边坡相对稳定安全系数依次增强80.5%,48.7%,22.1%和8.0%。由此说明试验区4种灌木植物其护坡贡献大小依次为柠条锦鸡儿、四翅滨藜、霸王及白刺。研究成果可作为青藏高原东北部黄土区采用优势护坡灌木植物,防治坡面浅层滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发生的理想依据之一。 展开更多
关键词 边坡工程 数值模拟 灌木植物 根系 植被护坡 根–土复合体 青藏高原
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寒旱环境灌木植物根–土复合体强度模型试验研究 被引量:32
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作者 余芹芹 胡夏嵩 +4 位作者 李国荣 乔娜 卢海静 付江涛 李华坦 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1020-1031,共12页
在自行设计、加工的原位剪切试验装置中分别种植灌木植物霸王和柠条锦鸡儿,通过对2种坡度的素土、霸王根–土复合体和柠条锦鸡儿根–土复合体进行原位剪切试验,测得素土和根–土复合体抗剪力、抗剪强度的动态变化,评价灌木植物护坡的时... 在自行设计、加工的原位剪切试验装置中分别种植灌木植物霸王和柠条锦鸡儿,通过对2种坡度的素土、霸王根–土复合体和柠条锦鸡儿根–土复合体进行原位剪切试验,测得素土和根–土复合体抗剪力、抗剪强度的动态变化,评价灌木植物护坡的时间效应,并采用室内直剪试验方法检验原位剪切试验结果的合理性。试验得出以下结论:(1)根–土复合体的抗剪力和抗剪强度均大于同种坡度的素土,即植物根系可显著提高边坡土体的抗剪能力,且霸王根–土复合体抗剪力和抗剪强度主要体现在剪切面处断裂根系的抗拉或抗剪作用、拔出根系的根–土摩擦力及滑移根系的锚固、摩擦作用,柠条锦鸡儿根–土复合体主要体现在根系的锚固和根–土摩擦作用,同时,素土和灌木根–土复合体的抗剪力和抗剪强度随着坡度的增加而减小;(2)素土的剪切力在3 s左右达到峰值,而根–土复合体的剪切力峰值时间为69.8~168.2 s;素土试样在剪切位移为1 mm内抗剪强度均达到峰值,而剪切位移为23.13~83.13 mm时霸王根–土复合体和柠条锦鸡儿根–土复合体抗剪强度达到峰值,即根–土复合体的剪切力峰值时间、抗剪强度峰值位移均较素土相对滞后,这反映了在剪切过程中根系的抗拉能力、根–土界面的摩擦作用逐步转化为根–土复合体的抗剪能力,从而延缓坡面变形破坏的时间;(3)为了验证原位剪切试验结果的准确性,对素土和灌木根–土复合体进行室内直剪试验,其抗剪强度值与原位剪切试验值接近,反映原位剪切试验及其结果的合理性。上述研究成果对于开展研究区西宁盆地及其周边地区坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害的防治,以及对青藏高原东北部黄土地区边坡生态工程建设、区域生态环境保护具有重要的理论指导价值和现实意义。 展开更多
关键词 土力学 寒旱环境 原位剪切试验 根–土复合体 抗剪强度 模型试验
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西宁盆地黄土区草本和灌木组合根系分布特征及其增强土体抗剪强度效应 被引量:24
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作者 刘亚斌 胡夏嵩 +2 位作者 余冬梅 杨幼清 朱海丽 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期471-481,共11页
为了研究草本和灌木组合种植条件下根系的护坡力学效应,本试验以种植于西宁盆地自建试验区生长期为1 a的6种草本和灌木组合作为试验供试种,在草本和灌木组合根-土复合体原状试样直剪试验基础上,评价了6种组合根系分布特征及其对边坡土... 为了研究草本和灌木组合种植条件下根系的护坡力学效应,本试验以种植于西宁盆地自建试验区生长期为1 a的6种草本和灌木组合作为试验供试种,在草本和灌木组合根-土复合体原状试样直剪试验基础上,评价了6种组合根系分布特征及其对边坡土体抗剪强度的增强效应。试验结果表明:试验区6种草本和灌木组合根系主要分布在边坡地表以下0~30 cm深度范围内,含根量随着取样深度增加呈线性函数或指数函数降低趋势;6种组合草本与灌木根系质量比随着土体深度增加,呈先降低后增大的变化趋势,且两者间符合二次函数关系;6种草本和灌木组合根-土复合体黏聚力在边坡地表以下0~30 cm深度范围内,较素土黏聚力增幅为2.47%~70.96%,说明草本和灌木组合根系能够起到增强边坡土体黏聚力的作用,其中组合5(紫花苜蓿+垂穗披碱草+碱茅+草地早熟禾+柠条锦鸡儿)对边坡土体黏聚力的增强作用相对较为显著。上述试验成果对于西宁盆地及其周边地区生态恢复和植被护坡工程实施具有一定的实际指导意义和理论研究价值。 展开更多
关键词 西宁盆地 草本和灌木组合 根系分布 根-土复合体 抗剪强度
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寒旱环境盐生植物根-土复合体抗剪强度影响因素试验研究 被引量:23
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作者 祁兆鑫 余冬梅 +4 位作者 刘亚斌 付江涛 胡夏嵩 李淑霞 赵丹 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1438-1448,共11页
为探讨寒旱环境盐生植物根系对增强土体抗剪强度的贡献,本项研究以柴达木盆地尕斯库勒盐湖区及其周边地区作为试验区,选取区内海韭菜(Triglochin maritimum Linn.)、芦苇(Phragmites australis Trin.)、无脉苔草(Carex enervis C.A.Mey.... 为探讨寒旱环境盐生植物根系对增强土体抗剪强度的贡献,本项研究以柴达木盆地尕斯库勒盐湖区及其周边地区作为试验区,选取区内海韭菜(Triglochin maritimum Linn.)、芦苇(Phragmites australis Trin.)、无脉苔草(Carex enervis C.A.Mey.)、赖草(Leymus secalinus Tzvel.)、洽草(Koeleria cristata(L.)Pers.)5种优势盐生草本植物作为供试种,通过野外采集根-土复合体原状和不含根系的素土试样,且由表层向下层分层制取直剪原状试样方法,分别进行复合体和素土试样的室内直剪试验,分析不同取样位置深度处的含水量、垂直压力、根系分布形态、含根量以及根面积比5种因素对根-土复合体抗剪强度的影响。试验结果表明:随着取样深度位置处土体含水量增加,复合体黏聚力c值呈逐渐降低变化规律;5种植物根-土复合体和素土试样垂直压力和抗剪强度之间符合莫尔-库仑准则,5种植物根系起到浅层加筋作用且抗剪强度增幅为3.26%~57.18%。随着海韭菜和芦苇根-土复合体试样的根面积比(RAR)及无脉苔草、赖草和洽草根-土复合体试样含根量的减小,复合体试样黏聚力c值呈降低趋势;根面积比对海韭菜和芦苇根-土复合体黏聚力c值的影响程度,以及含根量对无脉苔草、赖草和洽草根-土复合体黏聚力c值的影响程度均相对大于含水量。5种植物根-土复合体在不同深度处黏聚力c值均显著高于素土黏聚力c值,其增强幅度为9.61%~182.56%,相比较而言,内摩擦角φ值变化相对较小。区内海韭菜根系对土体抗剪强度的增强作用相对较为显著,其次为芦苇、无脉苔草、赖草、洽草。该项研究结果对于进一步评价盐生植物根系增强土体强度作用,以及与试验区地质条件相类似的地区采用盐生植物有效防止水土流失、浅层滑坡等地质灾害具有实际指导意义。 展开更多
关键词 寒旱环境 盐生植物 根-土复合体 黏聚力 内摩擦角 抗剪强度
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植物根-土复合体固坡力学效应及模型研究现状与进展 被引量:20
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作者 余芹芹 乔娜 +2 位作者 胡夏嵩 李国荣 朱海丽 《中国水土保持》 北大核心 2011年第7期51-54,69,共4页
论述了草本和灌木植物根系加筋土体、锚固土体、牵拉土体的力学效应,并结合国内外学者所采用的理论分析、模型试验、数值模拟等多种方法,系统评价了根系提高土体强度的力学效应及其对边坡稳定性的影响,并在此基础上指出了今后的研究方向。
关键词 根-土复合体 加筋作用 锚固作用 斜向牵引作用 数值模拟 理论模型
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高寒矿区草本植物根系增强排土场边坡土体抗剪强度试验研究 被引量:20
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作者 杨幼清 胡夏嵩 +5 位作者 李希来 王涛 刘昌义 刘亚斌 李淑霞 余冬梅 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期105-113,共9页
为研究草本植物根系对增强高寒地区露天煤矿排土场边坡土体抗剪强度的贡献以及相关因素对边坡土体抗剪强度的影响,以青海境内祁连山北缘江仓露天煤矿排土场为试验区,在排土场边坡组合种植垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)和冷地早熟禾... 为研究草本植物根系对增强高寒地区露天煤矿排土场边坡土体抗剪强度的贡献以及相关因素对边坡土体抗剪强度的影响,以青海境内祁连山北缘江仓露天煤矿排土场为试验区,在排土场边坡组合种植垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)和冷地早熟禾(Poa pratensis L.) 2种草本植物,在边坡3个不同位置处分别制取不含根系素土和根-土复合体试样进行直剪试验,探讨土体物理力学性质以及植物根系数量与根-土复合体抗剪强度之间的关系。结果表明:(1)随着边坡海拔升高,坡面浅层素土和根-土复合体试样的密度和砂粒含量呈显著增加,含水率、粉粒和黏粒含量显著降低;(2)与边坡素土试样抗剪强度相比,坡底、坡中和坡顶位置处根-土复合体抗剪强度增幅分别为4. 09%、18. 92%和0. 69%;(3)在素土和根-土复合体试样中,含水率与黏聚力之间呈显著负相关关系,相关系数分别为-0. 943和-0. 969;土体中砂粒含量与内摩擦角之间呈显著正相关关系,相关系数分别为0. 940和0. 926;(4)坡底至坡顶位置处根-土复合体的黏聚力与素土相比,增幅分别为29. 23%,54. 40%,26. 45%。 展开更多
关键词 高寒地区 排土场边坡 草本植物 根-土复合体 抗剪强度 植物护坡
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植被混凝土基材2种草本植物根-土复合体直剪试验研究 被引量:19
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作者 黄晓乐 许文年 夏振尧 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2010年第4期158-161,165,共5页
通过在植被混凝土基材上对狗牙根和紫花苜蓿2种有代表性的草本植物进行样地种植和室内直剪试验,分析植被混凝土基材上不同深度根-土复合体抗剪强度的分布规律,对比基材空白样地相应深度的抗剪强度,证实和量化了草本植物根系增强土壤抗... 通过在植被混凝土基材上对狗牙根和紫花苜蓿2种有代表性的草本植物进行样地种植和室内直剪试验,分析植被混凝土基材上不同深度根-土复合体抗剪强度的分布规律,对比基材空白样地相应深度的抗剪强度,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:根-土复合体在0-10cm土层内摩擦角变化不明显,粘聚力随深度先增大后减小;与基材空白样样地相比,根-土复合体内摩擦角变化不大,粘聚力变化显著,狗牙根粘聚力最大增幅为129.4%,紫花苜蓿粘聚力最大增幅为77%;狗牙根根-土复合体抗剪强度比同期生长的紫花苜蓿根-土复合体的抗剪强度高。 展开更多
关键词 根-土复合体 抗剪强度 粘聚力 内摩擦角
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模拟自然降雨条件下植物根系增强边坡土体抗剪强度特征 被引量:17
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作者 李华坦 李国荣 +3 位作者 赵玉娇 胡夏嵩 刘昌义 朱海丽 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期142-149,共8页
该研究以位于青藏高原东北部黄土区的西宁盆地作为试验区,采用柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon(Bunge)Maxim.)、垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、细茎冰草(Agropyron trachycaulum(... 该研究以位于青藏高原东北部黄土区的西宁盆地作为试验区,采用柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon(Bunge)Maxim.)、垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、细茎冰草(Agropyron trachycaulum(Linn.)Gaertn.)的单播种植,以及柠条锦鸡儿分别与细茎冰草、垂穗披碱草混播种植等2种方式,开展了原位模拟降雨试验并采用直接剪切试验,系统分析了模拟降雨试验前后试验区边坡表层以下3个不同位置处复合体抗剪强度大小及其随深度变化规律。结果表明:模拟降雨试验前,由柠条锦鸡儿与细茎冰草、垂穗披碱草混播的边坡a层(0~20 cm)根-土复合体黏聚力分别为19.5、18.9 k Pa,均较相同条件下单播边坡a层复合体黏聚力大;混播种植边坡各层根-土复合体黏聚力均较模拟降雨试验后裸坡a层土体黏聚力大,其中柠条锦鸡儿与细茎冰草混播边坡、垂穗披碱草混播边坡模拟降雨试验后,a层复合体黏聚力分别较裸坡a层黏聚力的增幅为30.65%~56.45%;柠条锦鸡儿、霸王、垂穗披碱草、细茎冰草单播边坡b层复合体黏聚力增幅为4.17%~38.89%;柠条锦鸡儿分别与细茎冰草、垂穗披碱草混播边坡b层黏聚力增幅为29.17%~34.72%;边坡c层土体黏聚力增幅相对不及a层、b层显著,反映了草本起到浅层加筋作用,灌木则起到深部锚固作用。 展开更多
关键词 土壤 生长 降水 寒旱环境 植物边坡 模拟降雨 复合体抗剪强度 根-土复合体
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