乔灌木根系固土作用的拉拔试验研究

摘要

随着国家土建进程的加快，在边坡防护建设中普遍采纳浆砌块石喷混护坡，由于混凝土防护而形成的灰色景观与周边绿色环境变得十分突兀，因此，乔灌木植被广泛应用于边坡防护。目前对乔灌木护坡机理及试验研究仍很少，因此对乔灌木护坡机理及试验有待进一步研讨。本文通过对乔灌木在不同根系形态、不同含水率、不同几何参数等情况进行了大量的室内室外试验研究。主要内容和结论如下: (1)通过室内拉拔试验研究灌木根系在不同上覆荷载、不同几何参数等情况下根土间的相互作用力。试验结果表明，植物根系的半径或长度越大，拉拔力逐级增加;摩擦角随表面积的增加呈指数函数递减;摩擦粘聚力随根系表面积的增加。 (2)通过室外拉拔试验研究薄叶山帆、湿地松、红叶石楠根系在不同株高、降雨量、含水率、根长与半径、根系形态等情况下根土间的相互作用力。试验结果表明，薄叶山帆死根单位面积拉拔力随根长L的增加先增大后减小，随根径R的增加而减小;活根单位面积拉拔力随根长L的增加而减小，随根径R的增加而减小。湿地松最大拉拔力随含水率的增加先增大后减小;植物根系在不同体积或含水率下，拉拔力-位移曲线波动较大。红叶石楠根系以水平根居多、主直根及Y型根其次;Y型根系及主直根系的最大拉拔力均随二级侧根数的增加呈线性增加。主直根系在含水率为10％、20％、25％时，拉拔曲线呈拉拔硬化型，含水率为15％时，拉拔曲线呈拉拔软化型;水平根系和Y型根系在含水率为15％、17.5％时，拉拔曲线呈拉拔硬化型，含水率为20％、22.5％、25％时，拉拔曲线呈拉拔软化型。 (3)通过室外拉拔试验研究了红粘土边坡薄叶山帆、湿地松、红叶石楠根系在含水率、根系体积等变动情况下根系对坡面土体加固能力的影响。试验结果表明适宜在红黏土地区生长的1-2年生的护坡灌木，其护坡效果由好到坏依次为红叶石楠，湿地松，薄叶山帆。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1研究背景和意义

1．2国内外研究现状

1．2．1水文效应

1．2．2力学效应

1．3研究内容与技术路线

1．3．1研究内容

1．3．2技术路线

第二章植物根系固土机理研究

2．1概述

2．2根系拔出原理

2．2．1根拔出理论

2．2．2根土复合体抗拉拔计算

2．2．3根土复合体最大抗拔力的计算

2．3纤维间距理论

2．3．1根系的阻裂与增强作用

2．4不同形态根系拉拔分析

2．4本章小结

第三章乔灌木根系室内拉拔试验

3．1试验目的

3．2试验方法

3．2．1试验土样及乔灌木根系

3．2．2试验装置及试验方法

3．3试验结果分析

3．3．1根系半径与比表面积的关系

3．3．2含水率对根系拉拔力的影响

3．3．3灌木根系几何参数与拉拔力及拔出时间的关系

3．3．4须根的有无对最大拉拔力的影响

3．3．5上覆荷载与拉拔力间的关系

3．3．6土壤类型与拉拔力的关系

3．4本章小结

第四章乔灌木根系室外拉拔试验

4．1试验目的

4．2试验方法

4．2．1试验土样及乔灌木根系

4．2．2试验装置及试验方法

4．3试验结果及分析

4．3．1山帆根系室外拉拔试验结果

4．3．2湿地松室外拉拔试验结果

4．3．3红叶石楠室外拉拔试验结果

4．4本章小结

5．1试验目的

5．2试验方法与试验内容

5．2．1试验土样

5．2．2试验方法

5．3试验结论与分析

5．3．1三种植物根系最大拉拔力对比

5．3．2含水率对根土间作用力的影响

5．3．3根系体积对拉拔力的影响

5．4本章小结

一、结论

二、存在问题与展望

参考文献

致谢

附录