發(fā)布時間：2020-11-20 05:53

　　 邊坡失穩(wěn)和水土流失是常見的地質(zhì)災(zāi)害,其結(jié)果往往導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟和社會損害,植被是維持生態(tài)平衡的重要因素,植被覆蓋降低了邊坡失穩(wěn)和侵蝕的風(fēng)險。因此,研究不同根系構(gòu)型對根-土復(fù)合體強度的影響規(guī)律,揭示根系固坡機理,建立根系固土模型,具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。論文依托國家自然科學(xué)青年基金項目“基于根系構(gòu)型定向調(diào)控的植物邊坡固土機理研究”(項目編號:51608545),通過理論分析研究和試驗研究相結(jié)合的方法,對香根草根系形態(tài)特征、根系抗拉強度與含根土體強度等方面進行了深入的研究,主要的研究成果如下:(1)通過獲取不同生長期香根草根系的形態(tài)參數(shù),總結(jié)了不同根系形態(tài)參數(shù)隨生長期的變化規(guī)律,香根草根系的數(shù)量和根長隨生長期均呈指數(shù)型增長,橫向延伸寬度和根系干重隨生長期在一定范圍內(nèi)呈線性增長,根系直徑基本不隨生長期的延長而發(fā)生變化。(2)通過在香根草種植區(qū)進行現(xiàn)場拉拔試驗和采集香根草根系進行室內(nèi)拉伸試驗,得到了香根草根系的抗拉拔強度以及拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。試驗結(jié)果表明:香根草根系拉伸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系表現(xiàn)為彈塑性,且抗拉強度隨著直徑的增大而減小,其彈性模量最大可達750MPa。(3)通過對不同須根含量下的重塑含根土進行三軸試驗研究,驗證了在一定含水率下,隨著須根含量的增加,根-土復(fù)合體的剪切強度不斷增大,粘聚力也不斷增大。香根草須根體積含量為0.18%時,根-土復(fù)合體的粘聚力值相對未加筋土增加了69.6%,內(nèi)摩擦角值增加了 13.5%。(4)建立了考慮根土相互作用的二元本構(gòu)模型。二元模型能夠較好的體現(xiàn)根-土復(fù)合體三軸剪切的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,并且可以根據(jù)根系體積含量與分布函數(shù)較好的預(yù)測根-土復(fù)合體的模量和強度值。(5)通過對不同根系形態(tài)下的重塑含根土進行直剪試驗研究,探明了不同根系生長形態(tài)下根-土復(fù)合體的抗剪強度特性,建立了考慮根系空間分布角度的土體抗剪強度的關(guān)系表達式,闡明了不同分布形態(tài)的根系影響邊坡穩(wěn)定的規(guī)律。在邊坡土體發(fā)生剪切時,只有根系受拉才能夠發(fā)揮其加筋作用以抵抗土體的下滑力。
【學(xué)位單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU43
【部分圖文】：

以描述根系的生長構(gòu)型需要綜合考慮各種參數(shù)，從而體現(xiàn)根的生長形態(tài)、布和結(jié)構(gòu)特點�，F(xiàn)將最常用的描述根構(gòu)型的參數(shù)列在表２．１當(dāng)中。??表２．１常用的根系構(gòu)型參數(shù)???Ｔａｂ?２．１?Ｒｏｏｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ根系構(gòu)型參數(shù)?符號（單位）?定義??根系長度?Ｌ?（ｍ）?根自然生長狀態(tài)下的原始長度??根系直徑?Ｄ?（ｍｍ）?根自然生長狀態(tài)下的平均直徑??分叉節(jié)點數(shù)?Ｎ?根系分叉的節(jié)點個數(shù)??分支角度?（°）?主根與分支根之間的夾角??根系傾角?（°）?根與水平面之間的夾角??根截面面積?ＣＡＲ?（ｃｍ２）?平面內(nèi)某區(qū)域根的總截面面積??根土面積比?ＲＡＲ?單位面積根－土復(fù)合體中根的橫截面積??根系密度?ＲＤ?（ｋｇ／ｍ３）?單位體積土中根的干重??

對于草本植物莖和根都較為粗大，木質(zhì)成分較多；而草本植物根莖較為纖細(xì)，且??有大量的須根成分。根據(jù)植物根系不同的生長構(gòu)型可以將其進行多種分類，Ｙｅｎ，??Ｃ．Ｐ依據(jù)根的分支模式將根系分為五種［２９］，如圖２．１所示。其中Ｈ－ｔｙｐｅ以水平根??為主，Ｖ－ｔｙｐｅ以垂直根為主，ＶＨ－ｔｙｐｅ既有較長的垂直根又有豐富的水平根，Ｒ型??以側(cè)根為主且有明顯的主根，Ｍ型側(cè)根根系發(fā)達且無明顯的主根。這種分類方式??主要針對根徑較粗且分支較為明顯的木本植物。??對于草本植物而言，植物學(xué)中將其簡單的分為直根系與須根系兩類，如圖２．２??所示。直根系植物根系通常由主根、側(cè)根和須根組成，主根由種子的胚根生長而??來，側(cè)根根據(jù)分枝級數(shù)進一步分為二級側(cè)根、三級側(cè)根等，從而構(gòu)成全部根系。??直根系植物具有一根明顯優(yōu)于其它根的主根，并且有極明顯的向地性，側(cè)根則相??對偏短、偏細(xì)，在主根周圍成一定角度的長出，整個根系形成了一種主根向重力??方向生長

２．?２．１香根草模型箱試驗??香根草分兩次種植于模型箱中，第一次種植時間為２０１７年３月份，種植于木??質(zhì)邊坡模型箱內(nèi)，如圖２．３?（ａ）；第二次種植時間為２０１８年３月份，種植于有機??玻璃質(zhì)邊坡模型箱內(nèi)，如圖２．３?（ｂ）。香根草幼苗由多年生香根草根系分蘗而來，??分蘗后的根系長度、根系數(shù)量近似相同。種植初期施加少量的氮肥并保證種植后??半個月內(nèi)每天澆水，進而加快根系的發(fā)育和莖葉的生長。??（ａ）種植于１７年３月?（ｂ）種植于１８年３月??圖２．３香根草的種植??Ｆｉｇ?２．３?Ｔｈｅ?ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖｅｔｉｖｅｒ?ｇｒａｓｓ??１２??
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2891048