黄土区不同龄期灌木柠条锦鸡儿根系的分布特征及其固土护坡效果

摘要：

为定量评价西宁盆地黄土区优势灌木柠条锦鸡儿根系固土护坡效果,该研究以区内生长期为幼龄期(<6 a)、中龄期(6～14 a)和老龄期(>14 a)3个龄期的柠条锦鸡儿为研究对象,通过原位挖掘法与原位拉拔试验相结合的方式,调查不同龄期柠条锦鸡儿根系形态学指标和根系分布特征,并通过单根拉伸试验获得单根抗拉强度.以此为基础,利用WWM模型对不同龄期柠条锦鸡儿根系附加黏聚力进行计算,评价不同龄期柠条锦鸡儿根系对土体抗剪强度的增强效果.结合有限元数值模拟分析,定量评价不同龄期柠条锦鸡儿根系加筋和锚固作用对黄土边坡稳定性的贡献.结果表明:随着龄期的增加,柠条锦鸡儿根系埋深、根系总根长、主根根径和主根根长均逐渐增加;各龄期柠条锦鸡儿根系主要分布在0～0.6 m土层深度范围内,随着土层深度增加,幼龄期和老龄期根系根长和根数呈逐渐减少趋势;中龄期根系则呈先增大后减小趋势,根长和根数的最大值出现在 0.3～0.6 m的土层深度内.幼龄期和老龄期柠条锦鸡儿根面积比和根系附加黏聚力均随着土层深度增加而逐渐减少,中龄期柠条锦鸡儿则呈先增大后减小变化趋势,且该龄期根系增强土体抗剪强度的效果相对最为显著.不同龄期柠条锦鸡儿根系均能够降低边坡坡肩、坡体中间位置总位移和最大总位移,并提高边坡稳定系数,但提升幅度有限,在 0.19%～0.93%之间.随着龄期的增大,柠条锦鸡儿根系固土护坡主导力学效应由加筋作用逐渐转变为锚固作用.研究可为西宁盆地及其周边地区生态恢复、植被护坡工程的实施提供理论指导.

关键词：根系、有限元法、边坡、柠条锦鸡儿、附加黏聚力、稳定性、盆地

所属期刊栏目：39

分类号：S157(土壤学)

资助基金：国家自然科学基金42002283

在线出版日期：2023-11-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：114-124