多花木藍(lán)根系加筋效應(yīng)及抗拔模型研究.pdf

1、隨著植物生長和繁殖,根系不斷延伸,植被根系提高了巖土強度,增大巖土層的滑移與運動阻力,提高邊坡的穩(wěn)定性,從而達(dá)到了永久恢復(fù)植被和維護(hù)坡面穩(wěn)定的目的。本文以邊坡修復(fù)常用物種多花木藍(lán)為研究對象,對其根系進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查和分析,通過根系拉伸試驗、根-土復(fù)合體室內(nèi)直剪試驗、植株原位拉拔試驗,分析測定了多花木藍(lán)根系的加筋效應(yīng),同時結(jié)合植株抗拔力學(xué)模型分析了根系的破壞形式。
　　對多花木藍(lán)根系進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查,調(diào)查發(fā)現(xiàn)多花木藍(lán)根系直徑范圍為0.6

2、~5.8mm,且每根水平主根上都有少量直徑小于1mm的毛根,根系主要分布在土體淺層0~40cm范圍內(nèi)。以多花木藍(lán)根系為研究對象進(jìn)行了單根拉伸試驗并對根系受拉伸破壞前后的根系微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察。試驗結(jié)果表明:多花木藍(lán)根系極限抗拉力及極限抗拉強度與根系直徑間的冪函數(shù)關(guān)系顯著,多花木藍(lán)根系極限抗拉力與根徑間表現(xiàn)為正的冪函數(shù)關(guān)系,擬合關(guān)系式為:F=aD-β=1.4878D-1.4878(R2=0.9521);多花木藍(lán)單根的抗拉強度與直徑間為負(fù)的

3、冪函數(shù)關(guān)系,擬合關(guān)系式為:Tx=aD-β=15.492D-0.5122(R2=0.7021)。多花木藍(lán)根系次生結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為自外向內(nèi)由周皮、中柱鞘薄壁組織和次生維管組織組成;在根系受到拉伸時,根系中的韌皮纖維隨著拉力的增加而不斷伸長,而根系中的木纖維則表現(xiàn)為脆性較大,在受到一定拉力時易發(fā)生斷裂。
　　以多花木藍(lán)根系和三峽庫區(qū)常見的紫色土重塑所形成的根-土復(fù)合體為研究對象,設(shè)置了含根量為0.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5

4、,0.6,0.7,0.8g/60 cm3共9個梯度對多花木藍(lán)根-土復(fù)合體進(jìn)行了室內(nèi)直剪試驗。試驗結(jié)果表明:多花木藍(lán)根-土復(fù)合體服從摩爾-庫倫強度破壞準(zhǔn)則,且土壤內(nèi)摩擦角變化不大;在法向應(yīng)力不變的情況下,根-土復(fù)合體的抗剪強度隨著試樣中含根量的增加先增大后減小;在0.3~0.5g/60cm3區(qū)間內(nèi)存在某一最優(yōu)值,使得多花木藍(lán)根-土復(fù)合體的抗剪強度出現(xiàn)最大值。
　　采用自制植株原位拉拔測量拉拔力和位移的裝置對多花木藍(lán)植株進(jìn)行了原位拉拔