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油松根系直径对根鄄土界面摩擦性能的影响 总被引:5,自引:0,他引:5
植物根系与土壤界面的摩擦特性对于斜坡的稳定性是一个重要因素。为研究林木根系直径变化对植物根系
固土性能的影响,通过对油松单根施加拔出载荷进行室内直接拉拔实验,分析了油松根系直径变化对根-土界面摩
擦性能的影响。实验表明,根系鄄土壤最大摩擦力与根系直径存在明显的线性正相关关系,通过建立单根简化模型
对根土间的摩擦情况进行分析,证明与实验结论一致;同时,实验与模型分析得出根土摩擦力与根系的埋置深度也
存在线性正相关关系;另外,对影响根系初始拔出载荷的因子进行分析,表明其大小也与根系直径和根系埋置深度
呈正相关关系。研究了根系直径生长变化对根-土复合体稳定性的影响机理,对建立边坡稳定模型具有重要参考
价值。 相似文献
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油松根系与土壤摩擦性能研究 总被引:4,自引:1,他引:3
为探索林木根系与土壤的摩擦性能,在含水率和土壤干密度一定的条件下,采用施加拔出荷载对油松单根进行直接拔出试验,分析了根系埋深和加载速率对拔出过程和根土摩擦力的影响。实验表明,根系在拔出过程中有明显的阶段特性,在不同埋深和不同加载速率情况下,根土摩擦力和根系直径之间均呈幂函数关系,根土摩擦力和产生最大摩擦力时的滑移均随着根系埋深和加载速率的增大而增大。 相似文献
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华北地区4种常见乔木根系抗拉强度的力学综合模型 总被引:2,自引:1,他引:1
抗拉强度是建立边坡稳定模型时最常使用的植被根系特性之一。为建立根系抗拉强度的力学综合模型,对华北地区4种常见乔木油松、白桦、落叶松和蒙古栎的单根依照不同标距、不同拉伸速率进行了拉力试验。试验数据的分析结果表明:所有根系抗拉强度的观测值均通过正态检验;从数学角度出发,应用聚类分析方法,区分出4种乔木的极细根和细根;标距、树种对抗拉强度影响显著,拉伸速率对抗拉强度影响不显著。在理论推导和数据分析的基础上建立了乔木单根抗拉强度的力学综合模型,并对模型参数进行求解。该研究探明了单根抗拉强度的作用机理,对建立边坡稳定模型具有重要参考价值。 相似文献
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【目的】选择天水基岩山区油松、华山松、日本落叶松和锐齿槲栎4种典型树种为研究对象,研究其根系对浅表层滑坡固土效果,为灾后滑坡区造林树种选择、生态修复、森林重建以及生物护坡工程提供参考。【方法】用剖面法调查典型树种根系,并用万能试验机对根系进行抗拉力测定,根据树种根系截面积比(RAR)的分布和单根抗拉强度的测试结果,结合Wu模型计算树种的根系附加黏聚力。【结果】4种典型树种根系分布深度表现为:锐齿槲栎(0~110 cm)>油松(0~70 cm)>华山松(0~60 cm)>日本落叶松(0~40 cm),根系截面积比(RAR)总体趋势上表现为:锐齿槲栎>油松>华山松>日本落叶松;根系平均极限应变和应变范围表现为:油松>华山松>日本落叶松>锐齿栎,弹性模量和弹性模量变化范围表现为:锐齿槲栎>华山松>油松>日本落叶松;根系最大抗拉力与直径存在幂函数的正相关关系,在0~10 mm根径范围内最大抗拉力均以锐齿槲栎根系最大;根系最大抗拉强度与直径存在幂函数的负相关关系,在0~5 mm根径范围内根系最大抗拉强度以锐齿槲栎根系最大;在... 相似文献
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为考察平茬措施对根系力学特性的影响,以内蒙古干旱半干旱地区水土保持先锋灌木沙棘(Hippophae rhamnoides)根系为研究对象,使用TY-8000拉力机,进行单根极限拉伸试验和根土界面拉拔摩阻试验,并分析平茬对沙棘根系固土力学特性的影响。试验结果显示,在测试根径为0~5 mm时,平茬和未平茬条件下,沙棘单根极限抗拉力、抗阻拉力均与直径呈幂函数正相关;单根极限抗拉强度、根-土界面拉拔抗剪强度均与直径呈幂函数负相关。在代表根径级0.5~1.5 mm,沙棘平茬较未平茬平均单根极限抗拉力值提高31%;平均单根极限抗拉强度提高37%;平均拉拔抗剪强度提高30%。研究结果表明,直径对沙棘根系抗拉强度和抗剪强度均有影响,且沙棘经平茬处理后,抗拉特性和抗剪特性均有所提高。 相似文献
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《北京林业大学学报》2012,34(1)
抗拉强度是建立边坡稳定模型时最常使用的植被根系特性之一。为建立根系抗拉强度的力学综合模型,对华北地区4种常见乔木油松、白桦、落叶松和蒙古栎的单根依照不同标距、不同拉伸速率进行了拉力试验。试验数据的分析结果表明:所有根系抗拉强度的观测值均通过正态检验;从数学角度出发,应用聚类分析方法,区分出4种乔木的极细根和细根;标距、树种对抗拉强度影响显著,拉伸速率对抗拉强度影响不显著。在理论推导和数据分析的基础上建立了乔木单根抗拉强度的力学综合模型,并对模型参数进行求解。该研究探明了单根抗拉强度的作用机理,对建立边坡稳定模型具有重要参考价值。 相似文献
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【目的】探讨我国寒温带地区不同树种不同径级根系分解及碳、氮养分释放特征,为了解我国寒温带地区乔木树种根系分解和碳、氮养分循环提供科学参考。【方法】在2020年8月-2021年8月采用网袋分解法,连续1年对我国大兴安岭地区主要乔木树种白桦、山杨、兴安落叶松和樟子松的(细根(≤2 mm)、中根(2~5 mm)和粗根(5~10 mm))的分解速率及碳、氮元素动态进行研究。【结果】(1)分解1年后,白桦、山杨、兴安落叶松和樟子松各径级根系年分解率分别波动在(29.75%~39.92%)、(33.90%~39.45%)、(22.08%~28.80%)和(22.62%~33.75%)之间,且不同径级间根系分解率表现为细根>中根>粗根,白桦和山杨高于兴安落叶松和樟子松,且分解初期(0~61 d)分解速率较高,243~365 d分解速率较低。(2)利用Olson指数衰减模型计算各树种根系年分解系数k发现:同一树种根系年分解系数均随直径增大而减小,白桦细根分解系数最高,为0.508 5。同一径级不同树种间,白桦和山杨根系年分解系数显著高于兴安落叶松和樟子松,且樟子松中根和粗根年分解系数仅为山... 相似文献
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在内蒙古东部山地选取森林的主要类型树种,应用生长模型对生物量和生产力进行研究。结果表明:在各树种生物量组成中,树干生物量最大,占总生物量的34.43%-62.93%,而皮、枝和根生物量比例间的大小关系因树种不同而有所差异;森林的乔木层平均生物量从大到小依次为樟子松>兴安落叶松>白桦>山杨>大果榆>油松>蒙古栎;净生产力从大到小依次为樟子松>兴安落叶松>白桦>山杨>油松>大果榆>蒙古栎。 相似文献
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护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系 总被引:1,自引:0,他引:1
为研究人工边坡立地条件下木本植物根系固土护坡的力学机制,以京承高速(3期)边坡为例,对榆树、紫穗槐、刺槐、胡枝子4种木本植物共395个根样进行室内单根拉伸试验,然后按5个根系径级分类并分别测定其半纤维素、纤维素、木质素含量,系统分析植物根系材料的力学性能。结果表明:4种木本植物根系直径为0.95~5.42 mm,抗拉强度为7.66~36.94 MPa,抗拉力为22.18~464.50 N。4种植物之间抗拉力、抗拉强度差异显著,从大到小依次为榆树>紫穗槐>胡枝子>刺槐,根系抗拉力随根系直径增大以幂函数增大,抗拉强度随根系直径增大以逆函数或幂函数减小。4种木本植物5个径级根系半纤维素质量分数为1.37%~29.26%,纤维素质量分数为20.57%~36.91%,木质素质量分数为15.12%~29.84%,综纤维素质量分数为28.18%~66.17%,木纤比比值为0.45~1.31。不同树种间及不同径级根系间细胞壁成分差异显著。根系抗拉力与木质素显著负相关;抗拉强度与木质素正相关,与半纤维素负相关。根系拉伸的应力--应变曲线随树种根系结构组成的不同而不同。单根拉伸的应力--应变特征初始阶段为线性关系,拉力继续增大会逐渐表现出塑性特征,根系最大应力随直径增大而减小。综合4种植物的抗拉特性,榆树和紫穗槐的护坡作用较大。 相似文献
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采用埋袋法对蒙古栎(Quercus mongolica)、白桦(Betula platyphylla)两个树种粗根(>10 mm)、中粗根(5-10 mm)、中根(2-5 mm)和细根(<2 mm)的分解速率和养分动态进行研究.结果表明,根系的重量保持率随时间增加呈下降趋势,这种趋势可用Olson指数衰减模型来拟合,即:Xt/X0=e-kt(t为分解时间,X0为根系初始干重,Xt为分解t时间的残留干重,k为年分解系数),通过拟合计算出年分解系数k.在本研究中,蒙古栎粗根、中粗根、中根、细根的年分解系数分别为:0.2928、0.2562、0.2928、0.3660;白桦依次分别为:0.2196、0.3294、0.3660、0.4392,基本呈现随直径增加分解速率减小的趋势.根系分解过程中,两树种各径级均是N浓度增加,可溶性糖浓度减小.在根系分解的不同时期两树种各径级N表现出不同程度的释放或富集,没有明显的规律性;可溶性糖却一直处于释放状态.分解1a时间,蒙古栎各径级根系表现为释放N元素;白桦表现为细根和中根释放N元素,中粗根和粗根富集N元素.蒙古栎、白桦细根和中根可溶性糖的释放率达90%以上,中粗根和粗根的释放率达80%以上. 相似文献
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设计了一种单根硼纤维拔出试样制备方法,并测试了不同树脂基体的硼纤维/环氧复合材料的界面剪切强度;研究了单根硼纤维拔出界面破坏过程.结果表明:单根硼纤维拔出过程中,首先在纤维包埋起始部位和包埋端部产生裂纹,最后包埋中间部位的树脂基体破坏.摩擦力承担着较大的纤维拔出载荷;加入15%的液体丁腈橡胶硼纤维/环氧复合材料的界面剪切强度为33.69 MPa. 相似文献
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为研究根系力学特性,对华北地区白桦(Betula platyphylla)进行单根拉伸,系统分析白桦根系材料的力学特性。结果表明:在同一标距、同一拉伸速率下,抗拉强度与直径存在着负相关关系,且表现为幂函数关系,极限延伸率与直径呈负相关关系,最大抗拉力与直径存在正相关关系;同一拉伸速率下,标距较小的单根有较小的弹性模量和较大的平均抗拉力、平均抗拉强度及平均极限延伸率;以400 mm/min和10 mm/min不同速率拉伸根系,根系在400 mm/min下大多为脆性断裂,易拉断破坏,拉伸速率的变化对抗拉强度和最大抗拉力的影响不显著。对白桦根系的应力应变曲线分析表明,根系直径较小时,随应变增加应力呈线性增大,表现出较好的线弹性关系,直径增大后,应力应变曲线递增缓慢,没有明显的线性区间。根据白桦应力应变曲线的特征,建立并拟合得出了白桦单根本构关系的经验模型,检验表明模型的拟合结果与试验数据基本吻合。 相似文献
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