發(fā)布時(shí)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(jì)和社會(huì)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(xiǎn)。因此,研究不同根系構(gòu)型對(duì)根-土復(fù)合體強(qiáng)度的影響規(guī)律,揭示根系固坡機(jī)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(jià)值。論文依托國家自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目“基于根系構(gòu)型定向調(diào)控的植物邊坡固土機(jī)理研究”(項(xiàng)目編號(hào):51608545),通過理論分析研究和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,對(duì)香根草根系形態(tài)特征、根系抗拉強(qiáng)度與含根土體強(qiáng)度等方面進(jìn)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(jìn)行現(xiàn)場拉拔試驗(yàn)和采集香根草根系進(jìn)行室內(nèi)拉伸試驗(yàn),得到了香根草根系的抗拉拔強(qiáng)度以及拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。試驗(yàn)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(qiáng)度隨著直徑的增大而減小,其彈性模量最大可達(dá)750MPa。(3)通過對(duì)不同須根含量下的重塑含根土進(jìn)行三軸試驗(yàn)研究,驗(yàn)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(qiáng)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(shí),根-土復(fù)合體的粘聚力值相對(duì)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(qiáng)度值。(5)通過對(duì)不同根系形態(tài)下的重塑含根土進(jìn)行直剪試驗(yàn)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(qiáng)度特性,建立了考慮根系空間分布角度的土體抗剪強(qiáng)度的關(guān)系表達(dá)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(shí),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(jí)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(diǎn)�，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(hào)（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(diǎn)數(shù)?Ｎ?根系分叉的節(jié)點(diǎn)個(gè)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(duì)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(jìn)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(dá)且無明顯的主根。這種分類方式??主要針對(duì)根徑較粗且分支較為明顯的木本植物。??對(duì)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(jí)數(shù)進(jìn)一步分為二級(jí)側(cè)根、三級(jí)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(duì)偏短、偏細(xì)，在主根周圍成一定角度的長出，整個(gè)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(yàn)??香根草分兩次種植于模型箱中，第一次種植時(shí)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(shí)間為２０１８年３月份，種植于有機(jī)??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(gè)月內(nèi)每天澆水，進(jìn)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(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳能;肖宏彬;李珍玉;寧行樂;何彬;;香根草根系形態(tài)分布模型研究[J];中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào);2015年12期

2 王元戰(zhàn);劉旭菲;張智凱;馬殿光;崔衍強(qiáng);;含根量對(duì)原狀與重塑草根加筋土強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2015年08期

3 溫維亮;郭新宇;趙春江;王傳宇;肖伯祥;;作物根系構(gòu)型三維探測與重建方法研究進(jìn)展[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年03期

4 夏振堯;許文年;談云志;陳芳清;;根系固土經(jīng)典模型的根系加筋貢獻(xiàn)系數(shù)分析[J];水利學(xué)報(bào);2014年S2期

5 肖宏彬;趙亮;李珍玉;田青青;寧行樂;;基于Weibull分布的根土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J];公路工程;2014年05期

6 王磊;朱斌;李俊超;陳云敏;;一種纖維加筋土的兩相本構(gòu)模型[J];巖土工程學(xué)報(bào);2014年07期

7 肖宏彬;趙亮;李珍玉;劉衛(wèi)東;易文;田青青;李偉;;香根草根系的分布形態(tài)及抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J];中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào);2014年03期

8 李謙;周本智;安艷飛;徐升華;;綠竹根系分布及生物力學(xué)性質(zhì)[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2014年05期

9 周軍平;桂勇;羅嗣海;鄧通發(fā);;植被對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的研究進(jìn)展[J];中外公路;2013年06期

10 周云艷;陳建平;王曉梅;;植物須根固土護(hù)坡的復(fù)合材料理論研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2010年18期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 嵇曉雷;基于植被根系分布形態(tài)的生態(tài)邊坡穩(wěn)定性研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 苑淑娟;4種植物單根抗拉力學(xué)特性的研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2891048