昆明市3种草本植物根系及茎杆的力学特性试验研究

摘要：

本文以云南省昆明市官渡区宝象河经开区河道作为研究区,选取紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)、苏门白酒草(Conyza sumatrensis)、鬼针草(Bidens pilosa Linn)3种分布广泛的草本植物进行根系及茎杆的力学特性试验研究,探讨3种植物在河道边坡防护中的内在机理.在分析取样点土壤性能以及对植物样本草本属性对照的基础上,进行植物抗拔试验、茎杆抗弯试验、单根抗拉试验和根土复合体试样直接剪切试验.结果表明,3种草本植物平均抗拔承载力由大至小依次为:鬼针草(34.69 N)、紫茎泽兰(32.50 N)、苏门白酒草(23.14 N),抗拔承载力与根系质量及地上部分质量均呈正相关,关系可由幂函数、修正的幂函数、指数函数进行拟合;平均茎杆抗弯强度由大至小依次为:紫茎泽兰(5.18 MPa)、鬼针草(5.01 MPa)、苏门白酒草(2.63 MPa),茎杆直径与抗弯强度呈负相关,关系可由指数函数拟合;平均根系抗拉力由大至小依次为:紫茎泽兰(9.26 N)、苏门白酒草(8.54 N)、鬼针草(5.68 N),平均根系抗拉强度由大至小依次为:紫茎泽兰(33.87 MPa)、鬼针草(32.74 MPa)、苏门白酒草(22.19 MPa),根系直径与抗拉力、抗拉强度的关系分别呈正相关与负相关,可分别由指数函数、幂函数拟合;根土复合体的黏聚力呈逐渐增大的变化趋势,苏门白酒草、紫茎泽兰、鬼针草涨幅相对于纯土分别为90％、120％、123％,内摩擦角呈逐渐缓慢增大的趋势,苏门白酒草、紫茎泽兰、鬼针草涨幅分别为5％、10％、12％,在100、200、300、400 kPa的垂直压力下,3种植物的根土复合体抗剪强度相较于纯土均有大幅上涨,剪切位移与剪切应力关系曲线近似于幂函数.

关键词：根系力学特性;茎杆力学特性;根土复合体;苏门白酒草;紫茎泽兰;鬼针草

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分类号：TU43;S714.7(土力学、地基基础工程)

资助基金：江西省自然科学基金20192BAB206045

在线出版日期：2022-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：15-26