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陕北黄土区不同植物根系抗拉力学特性研究

作  者:
李宏斌;张旭;姚晨;杜峰
单  位:
西北农林科技大学水土保持研究所;中国科学院水利部水土保持研究所
关键词:
黄土区;抗拉强度;力学特性;拉伸试验;单根
摘  要:
[目的]单根抗拉力学特性是植物发挥固土护坡作用的重要因素,乡土植物分布广泛对区域固土护坡起主要作用,研究比较不同植物单根抗拉力学特性,对坡陡沟深、滑塌频发的黄土区护坡植物选择具有重要意义。[方法]以陕北黄土区的截叶铁扫帚、猪毛蒿、大针茅、铁杆蒿、茭蒿和细叶薹草6种常见乡土植物为研究对象,通过室内单根拉伸试验,比较分析了以上6种植物不同根径单根抗拉力、单根抗拉强度和单根延伸率等力学特性。[结果](1)在根径范围内,6种植物单根抗拉力与根径呈幂函数形(y=axb,b>0)正相关关系,植物单根抗拉强度与根径呈幂函数形(y=axb,b<0)负相关关系;6种植物单根延伸率随着根径的增加呈现出增大趋势,但单根延伸率与根径之间未呈现出显著的相关性。(2)在试验根径0.05~0.60 mm范围内,植物种类对单根抗拉力、单根抗拉强度和单根延伸率的影响都达到显著水平,6种植物平均单根抗拉力关系为:细叶薹草(10.20 N)>大针茅(7.39 N)>铁杆蒿(6.87 N)>茭蒿(6.44 N)>猪毛蒿(6.34 N)>截叶铁扫帚(3.37 N);平均抗拉强度关系为:茭蒿(148.44 MPa)>铁杆蒿(141.96 MPa)>大针茅(132.95 MPa)>细叶薹草(132.68 MPa)>猪毛蒿(115.07 MPa)>截叶铁扫帚(85.86 MPa);平均单根延伸率关系为:细叶薹草(32.37%)>猪毛蒿(17.01%)>大针茅(13.60%)>铁杆蒿(13.15%)>茭蒿(13.09%)>截叶铁扫帚(6.98%)。[结论]细叶薹草根系的单根抗拉力学性能优于其他植物,本研究结果可为陕北黄土区水土保持研究提供一定的科学依据。

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