乔灌木根系固土作用的拉拔试验研究

【摘要】：随着国家土建进程的加快,在边坡防护建设中普遍采纳浆砌块石喷混护坡,由于混凝土防护而形成的灰色景观与周边绿色环境变得十分突兀,因此,乔灌木植被广泛应用于边坡防护。目前对乔灌木护坡机理及试验研究仍很少,因此对乔灌木护坡机理及试验有待进一步研讨。本文通过对乔灌木在不同根系形态、不同含水率、不同几何参数等情况进行了大量的室内室外试验研究。主要内容和结论如下:(1)通过室内拉拔试验研究灌木根系在不同上覆荷载、不同几何参数等情况下根土间的相互作用力。试验结果表明,植物根系的半径或长度越大,拉拔力逐级增加;摩擦角随表面积的增加呈指数函数递减;摩擦粘聚力随根系表面积的增加。(2)通过室外拉拔试验研究薄叶山帆、湿地松、红叶石楠根系在不同株高、降雨量、含水率、根长与半径、根系形态等情况下根土间的相互作用力。试验结果表明,薄叶山帆死根单位面积拉拔力随根长L的增加先增大后减小,随根径R的增加而减小;活根单位面积拉拔力随根长L的增加而减小,随根径R的增加而减小。湿地松最大拉拔力随含水率的增加先增大后减小;植物根系在不同体积或含水率下,拉拔力-位移曲线波动较大。红叶石楠根系以水平根居多、主直根及Y型根其次;Y型根系及主直根系的最大拉拔力均随二级侧根数的增加呈线性增加。主直根系在含水率为10%、20%、25%时,拉拔曲线呈拉拔硬化型,含水率为15%时,拉拔曲线呈拉拔软化型;水平根系和Y型根系在含水率为15%、17.5%时,拉拔曲线呈拉拔硬化型,含水率为20%、22.5%、25%时,拉拔曲线呈拉拔软化型。(3)通过室外拉拔试验研究了红粘土边坡薄叶山帆、湿地松、红叶石楠根系在含水率、根系体积等变动情况下根系对坡面土体加固能力的影响。试验结果表明适宜在红黏土地区生长的1-2年生的护坡灌木,其护坡效果由好到坏依次为红叶石楠,湿地松,薄叶山帆。