5种植物侧根分支处的抗拉力学特性研究

【目的】探讨3~4年生柠条(Caragana microphylla Lam.)、沙地柏(Sabina valgaris Ant.)、沙柳(Salix psammophila C.wang et Ch Y.Yang)、白沙蒿(Artemisia sphaerocephala Krasch.)和沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)侧根分支处的抗拉力学特性,为植物固土护坡提供理论基础。【方法】在鄂尔多斯准格尔旗境内和林格尔县境内采集5种植物根系,每种植物采3株标准株,对直径0.5~4mm的根系按0.5mm分级,采用织物强力机(加载速度为200mm/min)测定5种植物各径级根系的室内轴向抗拉力并计算抗拉强度,同时分析根型(鲱骨型、二分枝型)、生长时期(生长季初期(5月)、生长旺盛期(8月))、土壤含水量(0%,6.8%,18.8%,26.6%)对侧根分支处抗拉强度的影响。【结果】5种植物侧根分支处断裂比例均在60%以上,侧根分支处抗拉能力明显不及相邻的直段根;无论是鲱骨型还是二分枝型,5种植物侧根分支处的抗拉力均低于相邻直段根的抗拉力,柠条、沙柳、沙地柏、白沙蒿和沙棘直段根的抗拉力分别是相邻侧根分支处抗拉力的1.39倍、1.33倍、1.46倍、1.63倍和1.91倍;5种植物2种根型侧根分支处抗拉力和抗拉强度的种间差异相同,均表现为柠条沙柳沙地柏沙棘白沙蒿,根型对其影响不显著;生长旺盛期柠条、沙柳、沙地柏、白沙蒿、沙棘侧根分支处抗拉强度均值分别为30.57,18.19,9.52,8.54和5.34MPa,生长季初期分别为26.79,15.25,10.17,6.76和6.10 MPa,生长时期对5种植物侧根分支处抗拉强度的影响均在α=0.01水平下差异显著;5种植物侧根分支处的抗拉强度均随周边土壤含水量的增大而减小,土壤含水量对其影响显著。【结论】5种植物侧根分支处是根系抗拉的薄弱点,其抗拉力是正确评价植物根系抗拉力学特性的关键。     

2个生长时期5种植物单根抗拉力学特性比较

以黑岱沟露天矿排土场内5种4龄人工植物紫花苜蓿(Medicago sativa)、沙打旺(Astragalusadsurgens)、杨柴(Hedysarummongolicum),沙棘(Hippophaerhamnoides)、柠条(Caragana Korshinskii)的单根为研究对象,采用室内单根瞬时极限拉伸试验方法,研究生长初期、生长旺盛期及直径对5种植物单根的抗拉力学特性的影响。研究结果表明:在测试根径级0~6 mm之间,生长季初期和生长旺盛期5种植物单根平均极限抗拉力均随着直径的增大而增大;单根平均极限抗拉强度均随着直径的增大而减小。相同植物种在2个不同生长时期各自代表根径级下的单根平均极限抗拉力、极限抗拉强度值相比,均为生长季初期大于生长旺盛期。5种植物在生长季初期和旺盛期各自代表根径级下的单根平均极限抗拉力、极限抗拉强度大小顺序均为柠条沙棘杨柴沙打旺紫花苜蓿。从植物生活型的角度分析为:灌木优于半灌木、半灌木优于草本植物。     

护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系

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。      

固沙先锋树种沙柳枝条力学特性及其影响因素

以内蒙古干旱半干旱沙区固沙先锋树种沙柳(Salix psammophila)枝条为对象,研究其冬季休眠期抗拉、抗剪与抗弯力学特性,分析枝条长度、直径及其化学组分等对其力学特性的影响,为丰富植物固沙能力的评估指标体系,也为沙柳平茬机具的研制提供生物力学依据。结果显示:在测试径级0.5~2.5 mm时,沙柳枝条的极限抗拉力为14.05~52.02 N、抗剪力为16.26~80.04 N、抗弯力为1.02~3.54 N,均随着直径的增大而增大,应力直径递增函数不同;极限抗拉强度为8.96~66.19 MPa、抗剪强度为8.04~39.87 MPa、抗弯强度为1 566.46~46.71 MPa,均随直径的增大而减小,应力强度-直径递减函数不同。表明直径是影响枝条力学特性的重要影响因子。随着枝条长度的增长,其抗弯强度呈增大的趋势,而抗拉强度和抗剪强度无明显的变化规律;沙柳枝条极限抗拉力均值36.19±3.29 N>抗剪力均值 50.04±4.54 N,枝条极限抗拉强度均值31.01±2.81 MPa>抗剪强度均值16.98±1.54 MPa,说明枝条易破坏外力类型为剪切力。沙柳枝条抗拉强度、剪切强度和抗弯强度与纤维素、半纤维素含量呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)正相关,与木质素含量呈显著正相关(P<0.05)。试验结果表明影响枝条抗拉、抗剪和抗弯强度的因素中纤维素和半纤维素起主要作用,其次是木质素含量。     

沙棘根系固土力学特性对其平茬复壮的响应

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。     

植物根系抗拉试验研究

通过对华中地区瑜伽山边坡中紫穗槐、紫花苜蓿、栾树、木子树根系抗拉性能试验,探讨4种植物根系极限抗拉强度、最大抗拉力、伸长率与随直径大小变化的规律。通过分析可知,4种植物根系极限抗拉强度随根系直径增大而减小,最大抗拉力随直径增加而增加;紫穗槐、紫花苜蓿和木子树根系伸长率随直径增加呈减小趋势,而栾树根系伸长率先随直径增加而增加,当根系直径超过2mm后随直径增加而减小。     

鄂尔多斯高原3种4龄-5龄灌木根系抗拉特性初步研究

以鄂尔多斯高原3种人工栽植4龄-5龄柠条、沙地柏和沙柳为研究对象,对其径级主要分布(0mm~3mm)的根系进行单根拉伸实验,结果表明:3种灌木极限抗拉力与直径均呈幂函数关系;沙柳和柠条的极限应变随直径的增大而增大,并成对数关系,沙地柏的极限应变与直径成单峰曲线关系,即极限应变随着直径的增大而增大,当直径增大到1.5mm左右的时候,极限应变开始减小;3种灌木细(0.4mm~0.6mm)、中(0.9mm~1.2mm)和粗(1.9mm~2.4mm)3种径级根系在不同土壤含水量下抗拉力和极限应变变化有明显差异。     

信南高速不同类型坡面下边坡植物根系抗拉特性

通过对信(阳)南(阳)高速公路不同坡位、坡向植物根系在不同生长阶段及主根与侧根处的根系力学特性的研究,对于了解根系固土机理及水土保持具有理论实践意义。采用相关分析和回归分析的方法,分析不同类型坡面下植物根系的抗拉特性。结果表明:在不同的生长阶段,多年生草本进入夏季抗拉力达到最大值,冬季呈明显递减趋势;灌木进入冬季则呈缓慢递增趋势;中、下坡植物抗拉力多大于上坡;阳坡植物根系的抗拉强度、根系直径均大于阴坡;阴坡植物根系抗拉力均大于阳坡,根系发育良好;草本植物的主根抗拉力均大于侧根;根系抗拉力和直径呈显著的正幂函数关系,根系抗拉强度和直径呈显著的负幂函数关系。研究结果对根系固土力学机制的研究提供了理论基础。     

沙地柏根系抗拉力学特性研究

对河北省张家口市沙地柏(Sabina vulgaris Ant.)根系进行抗拉试验,结果表明,沙地柏单根抗拉力随着根系直径的增大呈幂函数形式增大,单根抗拉强度随着根系直径的增加呈近似幂函数的关系递减,且相关系数都较高,沙地柏根系直径较大的根对边坡土体的加固作用有限,而根系直径较小的根抗拉强度较大,对根系护坡起主要作用;沙地柏单根伸长率、截面收缩率随着根系直径的增大呈直线形式减小,且相关系数都较高,根系直径较小,根系伸长率较大,从侧面反映出随着根系直径的增加,韧性减小。沙地柏根系直径范围在1.00～6.00 mm,抗拉力在25.0～369.0 N,抗拉强度在13.00～17.00 MPa,伸长率在8.00%～12.00%,截面收缩率在8.00%～12.00%,平均抗拉力为170.7 N,平均抗拉强度为14.89 MPa,平均伸长率为10.76%,平均截面收缩率为9.82%。     

北川县4个树种根系抗拉特性研究

【目的】研究北川县几种常见造林树种(柳杉、厚朴、桤木和楠竹)的根系抗拉特性。【方法】通过野外调查和室内试验相结合的方法,研究了各树种单根的抗拉强度、最大抗拉力和应力-应变关系等抗拉特性。【结果】各树种单根的最大抗拉力随根径的增大而迅速增加,相同直径水平时单根最大抗拉力大小依次为柳杉厚朴桤木楠竹;不同林龄的柳杉单根的最大抗拉力大小依次为9a6a3a。【结论】4个树种单根的抗拉强度为柳杉桤木厚朴楠竹;不同林龄的柳杉单根的最大抗拉力随林龄增加而增加。     

掺外加剂后砂浆强度与砌体强度关系新探

砂浆强度是影响砌体强度的主要影响因素之一,提高砂浆强度是提高砌体强度的主要措施,为此,实际工程中通常会通过加入外加剂或外加料等措施来改善砂浆和易性,从而达到来提高砌体强度的目的.本文通过试验分析砂浆中掺入外加剂后砂浆强度的变化,以及对砌体强度的影响,并对砂浆强度对砌体强度的影响以及砂浆中外加剂的使用提出新的观点.     

重庆市区域综合经济实力评价

应用“因子分析”模型,选取反映各区域综合经济实力的11个指标作为原始变量,对重庆市40个区市具的综合经济发展水平做分析评价,以选出重庆市区域经济增长极进行优先开发。     

氟化物对鸡骨骼强度的影响

实验采用172只星杂288品系的雌性雏鸡,随机分成四组。从4周龄开始至24周龄。各组分别自由饮用含氟0.16、100、200、300ppm的水。在12、16、20、24周龄,从各组中随机抽取10只左右进行测定。结果表明:饮水中高剂量的砜化物(200、300ppm)能使鸡胫骨、股骨、肱骨的弯曲最大负荷及弯曲强度显著降低,并导致骨皮质层略为增厚及骨灰分中F、Mg、Zn含量和血清中F含量显著升高;但未引起骨灰分中Ca、P含量及血清中Ca、P、Mg的含量发生显著变化。     

提高淀粉包装膜强度研究

对提高淀粉可食包装膜的机械强度研究表明,以三氯氧磷交联后的淀粉膜,其断裂伸长率随交联剂用量的增大而递减,抗拉强度和直解撕裂强度先增后减。增塑可提高淀粉膜的断裂伸长率,增塑效应依次为：聚乙二醇〉甘油〉１,２－丙二醇。     

快剪条件下柠条和沙地柏根系提高土壤抗剪特性研究

采用直剪仪对2种沙生植物的重塑的根~土复合体及素土进行快剪试验,探讨其抗剪强度以及根径和垂直压力对抗剪强度的影响,结果表明:柠条(Caragana m icrophyllaLam.)、沙地柏(Sabina valgarisAnt.)根~土复合体在1.5m(25kPa)的浅层土体范围内抗剪强度均大于素土,2种植物根~土复合体的综合内摩擦角与素土相比差异不明显;在根径相同(1.25mm)的情况下2种植物根~土复合体的粘聚力均大于素土,其粘聚力增加率的变化范围在31.6%~46.23%之间,大小为柠条&gt;沙地柏;2种植物随着根径的增加,复合体的抗剪强度均有不同程度的增大。     

聚丙烯腈纤维路面高强混凝土疲劳性能分析

采用Instron电液伺服式疲劳试验机对室内小梁进行弯拉疲劳试验,研究了循环荷载对聚丙烯腈纤维路面高强混凝土疲劳性能的影响,并与高强混凝土进行了对比。利用三参数Weibull分布理论,分析了纤维高强混凝土疲劳寿命随纤维掺量变化的发展规律,回归得到了不同失效概率下的疲劳寿命方程。结果表明:纤维显著改善了高强混凝土的疲劳性能,用Weibull分布理论能够较好地描述疲劳寿命的分布特征,并提出了疲劳寿命方程且相关性显著。     

脉冲场强和波形对小鼠卵母细胞电活化效果的影响

实验以一定持续时间与不同场强搭配的一次电脉冲对注射ｈＣＧ后１７和１９ｈ的小鼠卵母细胞进行电刺激，研究脉冲场强和波形对印母细胞活化效果的影响．结果说明：（１）在一定持续时间下，只有当场强增至一定值时才获得较高活化率（ｈＣＧ后１７ｈ卵，４０％～５５％左右；ｈＣＧ后１ｇｈ卵，４２％～７０％左右）；（２）在某一持续时间，获得较高活化率的场强不止一个，而是有一定范围；低于这一范围的场强因刺激强度不够至使许多卵母细胞不能活化，高于这一范围的场强则因刺激强度过大造成卵大量死亡而使活化率下降；（３）随脉冲持续时间倍减，获较高活化率的场强约以０．２ｋＶ／ｃｍ的强度递增；（４）与注ｈＣＧ后１７ｈ卵相比，ｈＣＧ后１９ｈ卵获较高活化率的场强范围更宽；（５）在同等条件下，不规则波形脉冲的卵活化率、碎裂率和死亡率都明显高于方波脉冲．     

钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀后力学性能变化的试验研究

本文通过工程实例调查分析的方法,研究了钢筋混凝土结构中钢筋在锈蚀、腐蚀后的力学性能的变化,有助于评估服役钢筋混凝土结构承载力的降低程度和耐久性。     

分压式拦鱼电栅电学参量的计算方法

本文分别用等效电路法、电磁场理论法和电轴镜像法推得计算分压式拦鱼电栅电学参量的理论公式,同时分析了推导过程中的近似和简化原理。分析比较采用上述3种方法计算得到的电场强度、相对电位和输电线瞬时总电流等电学参量表明,在形状规则、电极阵离坝或岸很近(小于电极平均间距d),且符合电轴镜像法简化原理的条件时,应用电轴镜像法才有实际意义。在大水面处、电极阵离坝或岸较远时(大于5d)或分析电极阵中心区域时,应用等效电路法得到的计算结果具有足够精度(误差<5%),能满足工程设计需要,此时若应用电磁场理论法或电轴镜像法太过复杂,又没有实际意义。     

分压式拦鱼电栅电学参量的计算方法

本文分别用等效电路法、电磁场理论法和电轴镜像法推得计算分压式拦鱼电栅电学参量的理论公式,同时分析了推导过程中的近似和简化原理。分析比较采用上述3种方法计算得到的电场强度、相对电位和输电线瞬时总电流等电学参量表明,在形状规则、电极阵离坝或岸很近(小于电极平均间距d),且符合电轴镜像法简化原理的条件时,应用电轴镜像法才有实际意义。在大水面处、电极阵离坝或岸较远时(大于5d)或分析电极阵中心区域时,应用等效电路法得到的计算结果具有足够精度(误差<5%),能满足工程设计需要,此时若应用电磁场理论法或电轴镜像法太过复杂,又没有实际意义。