沙棘根系生物力學特性研究.pdf

1、本文基于材料力學，彈塑性力學和土力學的原理和方法，通過對4年生沙棘（Hippophae rhamnoides Linn.）根系野外挖掘、室內拉伸試驗和室內直剪試驗，研究了內蒙古中西部風水復合侵蝕區(qū)主要水土保持植物沙棘根系的分布狀況、抗拉力學特性、抗剪特性以及不同影響因素的影響，得出以下結論：
　　沙棘根系主要由三個序級構成，且根系數(shù)量、長度和干重主要集中分布在1～1.5mm的范圍內，即該徑級范圍內的根系為代表根。
　　沙棘單

2、根在外力作用下，抗拉力隨著根徑的增加逐漸增大，并呈顯著的冪函數(shù)正相關關系；單根抗拉強度隨著根徑的增加而降低，總體呈冪函數(shù)減小的趨勢；生長時期不同時，單根抗拉力和抗拉強度表現(xiàn)為旺盛生長期大于生長季初期；加載速度不同時，單根抗拉力和抗拉強度隨著加載速度的增加逐漸增大；試驗根長不同時，單根抗拉力和抗拉強度隨著試驗根長度的增加而減??；試驗根含水量不同時，單根抗拉力和抗拉強度隨著含水量的增加均表現(xiàn)出下降的趨勢；沙棘單根軸向拉伸本構曲線分為上凸型、

3、鋸齒型、雙峰曲線型、多峰曲線型、直線型，其中以直線型，多峰曲線型為主；沙棘代表根的單根徐變過程大致分為初始徐變階段和穩(wěn)定徐變階段，且應變隨荷載的增加而增大、應變隨著試驗根長度的增加而增大，應變隨著根徑的增加而減小。
　　沙棘根-土復合體抗剪強度與垂直荷載呈正相關；根-土復合體的剪應力隨著垂直荷載的增大而顯著增加，根-土復合體的應力-應變關系呈非線性增大，表現(xiàn)出明顯的彈塑性材料的特點；根-土復合體在不同土壤孔隙承壓水條件下的抗剪強度

4、和粘聚力均大于素土；隨著土壤含水量的增加，根-土復合體的抗剪強度和粘聚力表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢，均在土壤含水量為14.8％時達到最大值，而根-土復合體的內摩擦角隨著土壤含水量的變化不明顯；根-土復合體的抗剪強度和粘聚力均隨著土體干密度的增加而增大，而內摩擦角隨著土體干密度的增加有減小的趨勢；逆向布根的抗剪強度和粘聚力>垂直布根>側向布根>正向布根，其中垂直布根的內摩擦角數(shù)值最大；根-土復合體的抗剪強度和粘聚力均隨著布根數(shù)量的增加而增大