岩石边坡植被重建系统中微量元素径流损失模型研究

以岩石边坡植被重建系统为研究对象,开展人工模拟降雨试验与野外验证试验,应用幂函数模型拟合岩石边坡植被重建系统中4种微量元素铁、锰、铜和锌的径流损失与降雨量间的关系.人工模拟降雨试验中,铁、锰、铜3种元素产流初始阶段径流损失量较大,但随着降雨时间的延长,其损失量逐渐减小,最后均趋于稳定,而锌元素径流损失量较稳定;幂函数模型相关指数均达0.90以上,能较好地拟合产流时刻以后的微量元素损失量随降雨量的变化过程.试验表明,幂函数模型的模拟结果与实测结果拟合度较好,其相对误差小于15％,确定性系数达到0.85以上.因此,利用该模型可初步描述微量元素径流损失与降雨量间耦合关系,为岩石边坡植被重建与恢复工程养分设计提供理论基础.     

四川道路边坡自然恢复的植被调查

为研究道路边坡生态恢复与乡土植物筛选及应用,采用样线法对四川地区路域边坡自然恢复后的植被进行了调查。结果显示,调查区域内植物共有65科156属185种,其中木本39科67属74种,草本42科89属111种;不同道路的群落多样性差异主要受地理因素和恢复年限影响。在全面调查的基础上,综合边坡适应条件筛选出适宜的12种优势乡土物种,为四川地区及西南地区公路或铁路边坡植被恢复提供参考。     

石质陡边坡薄层含根土体抗剪强度试验研究

通过对模拟的石质陡边坡薄层含根土壤在饱和含水率情况下的直剪试验,研究了含根量对不同深度饱和土壤抗剪强度的影响。分析结果为:对于石质陡边坡薄层土体,植物根系具有提高饱和土体抗剪强度的作用;含根量的变化对土壤黏聚力有很大影响,对内摩擦角影响相对较小;土壤的深度不同,植物根系对土壤抗剪强度的作用效应大小也有所不同。     

四川道路边坡自然恢复的植被多样性研究

采用样线法对四川地区路域边坡自然恢复后的植被进行调查,研究道路边坡对植物多样性影响。调查区域内分布植物66科159属190种。其中灌木81种,草本109种;选用了丰富度Margalef指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数等α多样性指数及Codyβ多样性指数来研究边坡的坡度、坡向、海拔、恢复时间与植物群落多样性关系。结果表明：45°～60°坡度、阴坡、500～700m海拔及〉10a以上的恢复年限的边坡,群落的多样性较高,对边坡植被恢复有利;而在〉60°坡度、阳坡、〉700m的海拔高度和〈10a的恢复年限内的多样性较低;在不同坡度和海拔的环境梯度上,Codyβ指数与α多样性分析结果一致。在生态恢复中,群落多样性低的边坡,适当增加物种丰富度、密度及有利的人为干扰,有助于提高群落多样性。     

人工石质边坡构树根系抗剪特性研究

研究构树根系抗剪切特性,可为岩石边坡生态防护提供理论依据。采用室内单根抗剪切试验分析了上、下坡向,一级、二级、三级侧根的抗剪切强度和应力—应变曲线。结果表明:下坡向根系数量、根径大于上坡向,根系平均长度小于下坡向;根系的剪切力-应变曲线与其生长方位、根径、根系分级有相似的曲线形状;分级根系的剪切力为一级>二级,下坡向一级根系剪切力大于上坡向,但二级根系剪切力反而小,最大剪切力随根径增加而增大;根系的抗剪强度随着根径的增大而减小,呈线性关系;抗剪强度值随着根径的而增大;下坡向根系平均抗剪强度大于上坡向,各根系平均抗剪强度为一级>二级>三级,但上下坡向和各级根系间无显著差异。抗剪强度是影响边坡稳定的重要因素,它既可以加固土体,又能影响植物的锚固作用。     

护坡植物在植物卷材中的适应性研究

植物卷材是针对岩石边坡防护难、成本高而设计的一种高强度、低成本人工植被基材,目前还处于试验阶段。三亚原位验证试验结果表明:高羊茅、白灰毛豆、刺槐、多花木蓝等植物在卷材中长势良好,而种子硬实率高的黄荆和截叶胡枝子与生长速度缓慢的马桑则体现了极强的不适应性;在整个试验过程中,刺槐和多花木蓝的数量下降幅度较小,其他植物的死亡率均在40%以上;乔木刺槐在坡面上变成了优势物种,虽然对其他植物种子的萌发和幼苗的存活并未产生显著影响,但对大部分植物幼苗的生长产生的影响却很显著;刺槐、白灰毛豆和多花木蓝根冠比较大,能大大提高它们的抗旱性和生长能力,是它们在坡面上成活率高、生长好的重要原因。     

基于几何非线性动力组合地基梁模型的漏粪地板自振特性

针对农业工程中猪舍漏粪地板的动力响应问题，采用静力分析方法，对漏粪地板进行自振特性进行研究。在考虑地基的压缩和剪切刚度、梁的弯曲和剪切变形、运动的平动和转动惯性力以及轴力的二阶效应的基础上，建立了几何非线性压剪平转动Timoshenko弹性地基梁动力基本方程，并给出了动力位移和内力方程；提出了组合地基梁的自振特性分析方法，对典型猪舍漏粪地板自振周期及振型进行了计算。结果表明：组合地基梁的周期及振型规律明显异于普通梁；不同结构参数对漏粪地板自振周期的影响程度各不相同：端部缝间板条不改变振动特性；支承长度和地基刚度作用显著；剪切变形、转动惯性力和地基剪切刚度引起的偏差较小，可忽略其影响。本研究建立的几何非线性动力组合地基梁模型能够用于猪舍漏粪地板舒适性验算和动力安全性设计。