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[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 杨亚川  莫永京  王芝芳  廖植樨  邓健  张心平  
分析了草本植被根系保持水土效能的机理,提出将根茎连接处形成的微型“栏上栅”及“滤水土体”抵抗径流推移破坏的极限能力,作为土壤-草本植被根系复合体的抗水蚀强度,并研究了它与含根量的相关性。通过复合体原型结构试样的直剪试验,证明复合体的抗剪强度τf与法向压力σ的关系符合库伦定律,即τf=σtan+C,但式中是土粒与土粒、土粒与根系之间的综合内摩擦角(13°~25°);C是土位与土粒、土粒与报系之间的凝聚力,以及由土的剪应力传递给根系而引起的根系抗拔力之和(16~60kPa)。由试验结果知,复合体抗剪强度随含根量增加而增大,随含水量增多而减小;C值与含根量呈正相关,而值与含根量关系不大。
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 王芝芳  杨亚川  赵作善  邓健  廖植樨  刘军凤  
提出用渗水模数、径流模数和泥沙模数这3个指标来衡量土壤-草本植被根系复合体的抗水蚀能力。通过人工模拟降雨试验,分别建立了渗水模数、径流模数和泥沙模数与地面坡度、降雨强度、复合体渗透系数或抗水蚀强度之间的相关方程式,即土壤-草本植被根系复合体抗水蚀能力的土壤力学模型。
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 张惠忍  李法虎  张心平  
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%。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 刘秀萍  陈丽华  宋维峰  
为了深入了解林木根系在增强黄土抗剪强度中的作用机理,该文用三轴压缩试验方法研究了林木根系与黄土构成的复合体的应力--应变及强度特性,探讨了不同根系直径、根系分布方式、复合体含水量和围压下的土体抗剪强度.试验证明,根系--土壤复合体抗剪强度τf与法向正压力σ的关系符合库仑定律,即τf=σtan+C.由试验结果可知,根系直径相同时,复合体含水量从12.72%增至15%,水平根系的根土复合体的抗剪强度减小,垂直根系和复合根系的复合体抗剪强度增加;复合体含水量一定时,3种分布方式的根土复合体的抗剪强度都随根系直径的增加而增大;根系直径和复合体含水量一定时,复合根系的根土复合体的抗剪强度最大,垂直根系...
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 陈终达  肖宏彬  张春晓  李珍玉  曾娟娟  何彬  谢佳佑  
通过对香根草根-土复合体的室内直剪试验,探讨了根系直径和分布方式对根-土复合体抗剪强度的影响。研究发现,在其它条件相同的情况下,垂直加斜交等量布根时,复合体的抗剪强度最高;垂直加水平等量布根时,其抗剪强度最低;其它布根方式时,其抗剪强度介于上述二者之间。研究表明,根系分布方式对根-土复合体的粘聚力的影响是非常明显的,而对其内摩擦角的影响却并不明显。同时,在相同根系数量和布根方式条件下,随着根系直径的增大根-土复合体的抗剪强度及内摩擦角先增大后减小。当根系直径达到某一值时,根-土复合体的抗剪强度达到最大值。研究结果对进一步探索生态护坡工程中根-土复合体的抗剪强度形成机理具有重要的理论意义,也为生...
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 肖宏彬  田青青  李珍玉  赵亮  贺茜  刘卫东  易文  
通过对香根草和小叶女贞两种不同植物根系构成的根土复合体及两种植物混交根系构成的根土复合体分别进行了系列直剪试验研究,探索了在不同含水率及不同含根比的情况下,植物根系对复合体抗剪强度的影响规律。研究表明,草本植物香根草以及木本植物小叶女贞的根系都能提高根土复合体的抗剪强度,但二者对复合体抗剪强度指标的贡献是不同的,且混交根土复合体的抗剪强度仍符合库伦强度理论。在此基础上,本研究提出了根土复合体的内摩擦角随小叶女贞含根比变化的幂函数关系式。以上研究为进一步探索林草一体化高稳定护坡技术,具有重要的理论意义。
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 郭维俊  黄高宝  王芬娥  吴建民  
为研究土壤-根系复合体强度问题,运用土壤力学理论和复合材料力学方法分析了土壤-根系复合体的力学特性和力学模型;在弹性、横观各向同性条件下,计算得出了表征土壤-根系复合体应力-应变关系的本构方程。研究结果表明:土壤-根系复合体的强度,不仅与土壤和根系的材料特性、形态结构、含水率以及根系含量有关,而且与土粒和土粒之间、土粒和根系之间的黏聚力、内摩擦力密切相关。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 瞿文斌  及金楠  陈丽华  胡雨村  
为研究黄土高原植物根系固土力学机制,通过Wu&Waldron(WWM)模型和Fiber Bundle(FBM)模型,确定了黄土高原地区主要造林树种油松、刺槐、荆条和丁香4种植物根系对土体抗剪强度的增强作用,并用原位直剪试验对其进行了验证。应用ABAQUS有限元软件构建造林边坡稳定性分析模型,通过数值模拟的方法从边坡尺度上量化4种不同植物根系固土作用。结果表明:通过原位直剪试验的验证,发现评价植物根系对土体抗剪强度增强作用的WWM、FBM模型均存在一定的误差,因而建议进一步完善该理论模型。同时,基于原位直剪
[期刊] 林业科学  [作者] 盖小刚  陈丽华  蒋坤云  汲文宪  
在固定的土壤含水量和干密度条件下,分别选取直径3,5和7 mm的落叶松、油松、白桦和蒙古栎根系,采用水平埋根、垂直埋根和复合埋根的方式制备直径为101 mm的根土复合体试样;应用全自动三轴压缩仪,设定围压分别为200,400和600 kPa,对试样进行固结不排水试验,评价埋根方式和根系直径对土壤抗剪强度的影响。结果表明:加根复合体的抗剪强度明显大于素土,抗剪强度随着埋根直径的增加而增大,土壤抗剪强度表现为复合根复合体>水平根复合体>垂直根复合体。植物根系在土壤中形成横纵交错的状态对减少滑坡等自然灾害可起到更好的作用。
[期刊] 林业科学  [作者] 刘秀萍  陈丽华  宋维峰  
以林木根系为研究对象,将根系与土壤视为一个整体,用三轴压缩试验方法研究根土复合体的应力-应变及强度特性,探讨不同根系直径、根系分布方式、复合体含水量和围压下的极限主应力差和加根效果,得出根土复合体的强度指标。结果表明:根土复合体在含水量相同的情况下,随根径增大,复合体的强度提高率增大。水平根的根土复合体随含水量增加,复合体的强度提高率减小;垂直根和复合根的复合体随含水量增加,复合体的强度提高率增大。垂直根和复合根的根土复合体能明显提高土体的强度,水平根的根土复合体对于提高土体强度效果不是很明显。
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 肖宏彬  赵亮  李珍玉  刘卫东  易文  田青青  李伟  
通过对贫瘠土壤环境下生长1年的香根草根系在土中分布的统计分析,得到了香根草根系数量和根系横截面积沿土层深度变化的规律,并基于香根草根系抗拉强度的一系列试验,研究了根系抗拉强度随其直径和长度而变化的特性。结果表明:香根草根系的数量和横截面积沿深度呈递减趋势,但大部分根系分布在较深的土层内;随着根径和长度的增长,抗拉强度逐渐下降,根径的影响更加明显。在此基础上,改进了现有的根系抗拉强度计算模型,并给出了针对香根草的模型参数。计算结果和实测数据非常吻合,证明了该理论模型的可靠性,为根土复合体抗剪强度研究和植物边坡稳定分析提供了理论基础。
[期刊] 农业现代化研究  [作者] 张笑培  杨改河  王和洲  杨慎骄  宗洁  
以农地为对照,对黄土高原西部地区陕西千阳天然次生林侧柏(B),20年(C20)和5年(C5)生刺槐林,撂荒5年(H5)、苜蓿草地(M)5种不同植被恢复模式土壤结构特性及抗蚀性进行研究。结果表明,与对照相比,不同植被恢复模式土壤结构系数、土壤有机质含量、水稳性团聚体含量提高。以模糊隶属度函数模型对研究区域抗蚀性定量评价,不同植被类型土壤抗蚀性指数分别为:侧柏0.92,20年刺槐0.82,5年刺槐0.62,5年撂荒地0.49,苜蓿0.46,农地0.20。土壤抗蚀性大小顺序为:侧柏>刺槐20>刺槐5>荒5>苜蓿>农地。通过不同的植被恢复,土壤抗蚀性比对照有了明显提高,土壤生态功能得到改善。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 蒲玉琳  谢德体  倪九派  魏朝富  林超文  
【目的】土壤抗剪强度和抗冲性是反映土壤综合对抗水力侵蚀性能和评价复合农林业模式生态效益的指标。研究植物篱模式对土壤抗剪强度、抗冲性及其坡面分布的影响,为探讨植物篱模式控制水土流失及农业非点源污染机理研究提供参考。【方法】利用植物篱控制水土流失的长期定位试验,采用原位监测法测定土壤抗剪强度,原状土冲刷法测定土壤抗冲性,剖面挖掘法测定根系参数,简易比重计法、湿筛法、吸管法、环刀法等测定土壤颗粒组成、水稳性团聚体组成、微团聚体组成、容重等主要土壤理化性质,数理统计方法研究紫色土区植物篱模式对坡耕地土壤抗剪强度、抗冲性及其坡面分布的影响。【结果】与横坡农作模式相比,0—10 cm和10—20 cm土层...
[期刊] 中国农业科学  [作者] 娄义宝  康宏亮  王文龙  沙小燕  冯兰茜  聂慧莹  史倩华  
【目的】探明沟头植被根系垂直分布及其对土壤抗侵蚀性的影响,为沟蚀防治中植被措施优化配置提供理论依据。【方法】以不同植被覆盖(杂草(农地)、冰草、铁杆蒿、苜蓿)沟头为研究对象,通过原状土冲刷试验明确沟头土壤抗冲性特征。采用扫描分析法、ZJ型应变控制式直剪仪等分析和测定根系特征及根-土复合体力学、理化性质。【结果】(1)各植被沟头根系在土壤中分布特征差异明显,根系特征指标(根重密度、根长密度、根表面积密度、根体积密度)总体上呈现冰草地最大,其次为苜蓿地、铁杆蒿地,农地最小;垂直深度上,农地沟头土壤中根系各指标均随土层加深而减小,冰草、铁杆蒿和苜蓿地沟头土壤中根系各指标整体上则表现为先减小后增大的变化趋势。各植被根系以0.25 mm水稳性团聚体含量呈现出农地和冰草地大于铁杆蒿地和苜蓿地。(3)各植被沟头土壤黏聚力平均值苜蓿地为12.75 kPa、冰草地9.05 kPa、铁杆蒿地8.60 kPa、农地7.25 kPa;在垂直深度上,农地、冰草地和苜蓿地呈现出随着土层的加深呈先减小后增大的变化,铁杆蒿地则呈现随着土层深度加深逐渐减小的变化。(4)沟头0—100 cm土层土壤抗冲系数为苜蓿地(39.31 L·g~(-1))>冰草地(25.49 L·g~(-1))>农地(22.39 L·g~(-1))>铁杆蒿地(14.75 L·g~(-1));在垂直深度上,表层(0—20 cm)土壤抗冲系数表现为较大值,在34.91—53.30 L·g~(-1)之间变化。【结论】不同形态根系对土壤抗侵蚀性能作用不一,在沟头防护过程中植被选择应将直根系植物与须根系植物相结合。
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 吴鹏  朱军  崔迎春  丁访军  周玮  
为全面评价黔中杠寨小流域主要植被类型的水土保持功能,以小流域主要的5种植被类型下的表层土壤为研究对象,并以无林地为对照,选取了多个与土壤抗蚀性相关的指标,分析其不同植被类型下土壤抗蚀性的差异,并采用主成分分析法筛选出了评价土壤抗蚀性强弱的最佳指标,计算了土壤抗蚀性综合指数。结果表明:(1)5种不同植被类型的土壤抗蚀性均要优于无林地(少数几个指标除外),麻栎灌木林在各抗蚀性指标上表现最好,马尾松+华山松混交林幼林次之;(2)不同植被类型下评价土壤抗蚀性的最佳五指标分别是:>0.25 mm水稳性团聚体含量、结构破坏率、分散系数、团聚状况和团聚度;(3)根据土壤抗蚀性综合指数,5种不同植被类型及无林...
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