3种植物根-土复合体抗剪特性的影响因素

本文采用直剪仪对内蒙古中西部3种乡土植物柠条(Caragana korshinskii Kom)、沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)和杨柴(Hedysarum leave Maxim)的根-土复合体进行不同法向荷载下的剪切试验研究,分析根密度、根径和剪切速率等对根土复合体抗剪特性的影响,揭示3种植物根土复合体抗剪特性的共同规律及其种间差异性,从根系固土力学的角度为该区域水土流失防治的植物措施中树种的选择及其配置提供一方面科学的参考依据;结果表明,在12.5 KPa对应的80 cm土层,3种植物根-土复合体的抗剪强度、黏聚力总体呈现随着根径的增加呈先增大后减小的变化特征。3种植物根-土复合体抗剪强度、粘聚力间相比较大小顺序一致,其中抗剪强度均值大小为柠条17.91±2.7A沙棘16.8±2.1 B杨柴15.53±0.7C,粘聚力均值大小顺序为柠条7.81±1.6 A沙棘7.19±2.33 B杨柴5.99±2.14 C。根密度对3种植物根-土复合体抗剪强度及其强度指标的影响与根径总体呈现一致的变化特征。3种植物根土复合体在0.8 mm/min的快剪时对应的抗剪强度和黏聚力、内摩擦角均大于0.02 mm/min慢剪时对应的值。表明,土壤含水率在一定范围内的增加可以提高表层土壤的力学性能。通过上述研究结论得出,植物种不同则生物学特性不同,每种植物根系固土力学性质达到最佳时所要求的内在条件(根径、根密度等)和外在条件(剪切速率),既有相同之处也有区别。     

草本植物对硫酸盐渍土强度影响的试验研究

为探究草本植物生长对硫酸盐渍土的强度影响,分析其生物量与盐渍土强度相关关系;选取常见的高羊茅、黑麦草、早熟禾做为试验用草,定期测定草本植物的不同部分生物量和根土复合体的抗剪强度。其中高羊茅、黑麦草的生物量增量高于早熟禾,三种根土复合体的强度均大于素土强度,其粘聚力也明显提高。但内摩擦角变化并不显著,与素土相比仅有小幅度提高。草本植物的生长可在一定程度上提高硫酸盐渍土的土体强度,高羊茅、黑麦草对盐渍土的固土效果优于早熟禾,早熟禾不适宜在盐渍土上种植。     

黄土高原陡坡土坎植被根-土复合体抗剪强度研究

以黄土高原陡坡土坎6种典型植物群落类型为研究对象，在分析植被根系密度指标的基础上，通过直剪试验，探讨不同植物群落的根-土复合体抗剪强度以及根系对提高抗剪强度的作用。结果表明:1）6种群落的根系密度指标值均具有显著性差异，白刺花-铁杆蒿群落的根重密度、根长密度和根表面积密度在所有群落类型中均为最高，分别为2 757.07 g/m³、17 886.22 m/m³和16.96 m²/m³；2）6种群落之间的根-土复合体的抗剪强度均显著高于素土抗剪强度，其中白刺花-铁杆蒿群落相对于素土的抗剪强度增加值最大，为32.98 kPa，且抗剪强度增加值随土层深度增加而降低；3）根-土复合体抗剪强度相对于素土抗剪强度的增加值与根系密度指标值呈对数函数关系，随根系含量增加而升高。     

黄河源区弯曲河流河岸带抗剪特性

[目的]为了定量化分析黄河源区弯曲河流河岸带根-土复合体的抗剪强度。[方法]在黄河源区河南县兰木措曲对2个河湾河岸边采取原位制样、室内试验分析的方式,测定根-土复合体抗剪强度。[结果]草甸型河岸带根-土复合体平均黏聚力可达18k Pa,其中河湾凹岸根-土复合体黏聚力比凸岸黏聚力平均约高10%,河湾两岸根-土复合体抗剪强度随着含水量的增大而减小。[结论]该研究为深入分析滨河植被对河岸的抗剪增强作用、减少河岸崩塌频率提供理论依据。     

石漠化区多花木蓝和双荚决明根土复合体抗剪特性研究

石漠化地区土壤易流失,植被恢复难度大。选取贵州石漠化区有代表性的灌木树种多花木蓝和双荚决明为研究对象,采用四联直剪仪对多花木蓝和双荚决明根-石灰土重塑试样进行直剪试验,主要分析了根径、法向压力和含水率对根土复合体抗剪特性的影响。结果表明:植物根系的存在对土体抗剪强度有积极作用,主要以加筋的形式增强土体的抗剪强度,以根径2～3 mm对石漠化地区固坡护坡效果较好。法向压力对复合体抗剪特性的影响最显著,因其影响复合体的密实性来间接影响抗剪强度,表现为法向压力越大,土体密实性越好,根土复合体抗剪强度越大。根土复合体的抗剪强度随含水率的增加呈先增加后减小的趋势,在含水率14.3%时,根土复合体抗剪强度最大,固土效果最佳。2种植物中,多花木蓝总体上较双荚决明更能增强土体抗剪强度。本研究可为石漠化地区边坡绿化和水土保持树种的筛选及根径大小的控制提供参考。     

草本植物根系对边坡浅层土体抗剪强度的影响规律研究

[目的]研究草本植物根系对边坡浅层土体抗剪强度的影响规律。[方法]以阜新海州露天煤矿为工程依托,采用理论分析方法,建立了草本植物根系与土相互作用的力学模型,深化了草本植物根系固土改性的力学认识;采用直剪试验,选用马唐草与狗尾草为研究对象,研究了不同含根率与不同含水率共同作用下根-土复合体的抗剪强度及其相关参数的变化规律。[结果]根-土复合体的最佳抗剪强度与最优含根率相对应;2种草本植物根-土复合体抗剪强度随正压力的增加而增大,随含水率的增加而降低,在未达到含根率之前,随含根率增加而增大;根-土复合体黏聚力与抗剪强度变化规律相似,根系提高土体的抗剪强度主要体现在土体黏聚力的增加。[结论]该研究可为浅层边坡的固土稳定提供参考。     

不同含水率水平下根-土复合体抗剪强度试验研究

本文以典型的沙地柏群落中选取的土样与根系作为研究对象,通过实验室直接剪切试验方法对比分析在不同含水率下无根系扰动土和有沙地柏根系存在的根土复合土样的抗剪性能.得出:根-土复合体可以提高土壤的抗剪强度,起到固土护坡的作用.同时根土中含水率的大小及植被根系密度对土的抗剪强度均明显很大影响,且随着根系的生长,土的抗剪性能的增...     

黑沙蒿与粉土质砂根-土及土-土界面摩阻特性

以鄂尔多斯上湾煤矿塌陷区水土保持先锋灌木之一黑沙蒿和粉土质砂为研究对象,通过直剪试验和根-土复合体单根拉拔试验,探究土壤质量含水率、根径对黑沙蒿根-土界面及土-土界面摩阻特性的影响。结果表明:在土壤埋深72 cm和144 cm左右,2种剪切界面的抗剪强度值均随质量含水率增加呈先增后减趋势;黑沙蒿根-土复合体最大拉拔力与根径呈明显线性正相关,其抗剪强度随根径增加而减小;土壤质量含水率从3.94%增至19.94%,黑沙蒿根-土界面摩擦系数由0.48减至0.38,土-土界面摩擦系数由0.43减至0.35;2种剪切界面的黏聚力随土壤质量含水率增加呈现先增后减趋势,土壤质量含水率为11.94%时,黑沙蒿根-土界面黏聚力峰值为4.51 kPa,土-土界面黏聚力峰值为4.56 kPa。     

天然草本植被根系对表层土壤抗剪强度的影响

利用直剪仪在试验室测定了一年生天然草本植被(主要为稗草和狗尾巴草)根系特征参数对土壤-根系复合体抗剪强度的影响。结果显示,土壤-根系复合体抗剪强度与根重密度的相关性大于其与根长密度或根-土面积比的相关性。土壤-根系复合体抗剪强度随着土壤干密度和根重密度的增大而增大,但随土壤含水量的增大而减小。土壤干密度和土壤含水量对土壤-根系复合体抗剪强度的影响程度大于根重密度的影响程度,其与土壤-根系复合体抗剪强度的标准回归系数(Beta值)分别为0.456、-0.321和0.186。当根重密度为5~10kg/m3时,一年生天然草本植被根系可增大土壤-根系复合体抗剪强度19.8%~39.5%。     

根系逐渐破坏过程中固土效果研究

植物根系的固土效果会随根系破坏而发生变化,但其变化过程并不明确。以重庆缙云山的四川山矾为研究对象,以2 mm为根系径级,采用逐径级剪除根系法模仿根系逐渐遭到破坏的过程;同时测量根系的抗拉与抗拔强度,利用自制大盒直剪仪测量根土复合体的抗剪强度,并与Wu模型计算值作对比,系统研究根系逐渐破坏过程中的固土效果。结果表明,春季生四川山矾3年幼苗的植物根系抗拉强度随着根系直径的减小而减小。当根系直径小于2 mm时,根系拉拔强度要高于植物根系的抗拉强度,当根系直径大于2 mm时,则根系抗拉强度更大。大盒直剪测量结果显示,根系破坏过程中根土复合体的抗剪强度首先保持不变,当大于2 mm的根系开始与土壤分离时,根土复合体的抗剪强度会快速下降。在一定范围内,根面积比越大,根土复合体的抗剪强度越大,根系对土壤的加固作用越强。在根系逐渐破坏过程中,Wu模型在一定程度上高估了根土复合体的抗剪强度,且高估值与根面积比呈正相关关系。      

桥跨分析模型薄板剪力的精确计算

对于两对边简支、两对边自由的矩形析，经典薄板理论不能求得Ｑ的精确解，根源在于Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ变换剪力Ｖｙ＝０在静力等效上的局限性。对上述板，通过一个实例，用Ｒｅｉｓｓｎｅｒ中厚板理论和经典板理论的解做比较，发现苦自由边板的边界条件Ｍｙ＝Ｖｙ＝０用梁的边界条件Ｍｙ＝Ｑｙ＝０替代，就能得到与用Ｒｅｉｓｓｎｅｒ板理论相同的精确内力Ｑｘ，Ｑｙ。这样，就提供了一个科教片上述薄板精确剪力Ｑｘ，Ｑｙ的简化方法     

慢剪条件下细粒土抗剪强度指标影响因素分析研究

土的抗剪强度指标是工程设计中极其重要的计算参数,其准确与否直接关系到工程成败.工程性质较差的细粒土实际中广泛分布,其抗剪强度指标受多种因素影响,变化复杂,不易准确确定.本文在实际调查的基础上,考虑了孔隙比、含水率、塑性指数3个主要影响因素,利用正交设计的方法优化试验方案进行直剪试验研究细粒土抗剪强度指标影响因素.根据试验结果,计算了抗剪强度指标对各因素的敏感性系数,据此分析了抗剪强度指标对各因素的敏感程度,并利用多元回归的方法建立了粘聚力和内摩擦角与孔隙比、塑性指数、含水率等3个因素的回归方程,其相关系数分别为0.96和0.99,说明有很好的相关性.     

固结快剪条件下细粒土抗剪强度指标影响因素分析研究

在实际工程中细粒土有着广泛的应用,其抗剪强度指标受多种因素影响,变化复杂,不易准确确定。本文在实际调查的基础上,考虑了孔隙比、含水率、塑性指数等3种主要因素对抗剪强度指标的影响。在固结快剪的条件下,利用正交设计的方法优化试验方案进行细粒土抗剪强度指标影响因素的研究。根据试验结果,分析了抗剪强度指标对各因素的敏感性;并利用多元回归的方法建立了粘聚力和内摩擦角与孔隙比、塑性指数、含水率等3个因素的回归方程,为细粒土抗剪强度指标的合理确定提供了一定的理论支持。     

肉制品的加热温度与其剪切力的关系

通过研究肉制品在加热时,随着温度的变化,肉中的肌原纤维蛋白,可溶性蛋白,胶原蛋白在不同温度区域的变化与肉的剪切力的关系,得出有利于提高肉制品的嫩度、持水性和出品率的最佳加热温度,是肉制品的中心温度为65℃左右。从而提高肉制品的商品价值。     

桥跨结构主梁剪力横向分布实用计算

本文通过模型实验和有限差分法电算,对桥跨结构主梁剪力横向分布进行了研究。由于采用板肋组合结构的力学模型和梁式边界条件,得出了较为正确的剪力分布。最后,根据电算及解析推理,提出了简支桥跨主梁剪力荷载横向分布的三种实用公式。