含根系土體抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)研究進(jìn)展

王金霞+楊旸+李亞偉+孫高峰+趙燚柯+段青松

摘要：植物根系固土護(hù)坡措施在生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、力學(xué)等方面發(fā)揮著綜合效益，且經(jīng)濟(jì)廉價(jià)，是水土保持工程的最佳選擇。含根系土體類(lèi)似于鋼筋混凝土，可從其抗沖刷能力、抗侵蝕能力、抗剪切能力、滲透能力等方面對(duì)植物根系固土能力進(jìn)行研究。介紹了含根系土體抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)研究方法，通過(guò)分析不同試驗(yàn)研究的理論依據(jù)，結(jié)合人們的研究成果，探討了含根系土體抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)研究的可行性和限制性。在今后的研究中，需要從改進(jìn)試驗(yàn)裝置以及制樣方法等方面著手，以更加接近實(shí)際意義，使研究結(jié)果更加可靠。

關(guān)鍵詞：根系固土；水土保持；抗剪強(qiáng)度；試驗(yàn)研究；可行性；限制性

中圖分類(lèi)號(hào)： S157 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2017）18-0036-04

收稿日期：2016-11-04

基金項(xiàng)目：國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（編號(hào)：201511003）。

作者簡(jiǎn)介：王金霞（1990—），女，河南鎮(zhèn)平人，碩士研究生，研究方向?yàn)橥恋卣闻c保持工程。E-mail：1213666414@qq.com。

通信作者：段青松，博士研究生，副教授，主要從事農(nóng)業(yè)水土工程、土地利用工程研究。E-mail：258437886@qq.com。 植物根系深入土壤中，與土壤內(nèi)的各個(gè)物質(zhì)充分接觸，二者形成有機(jī)復(fù)合體，這種方式構(gòu)成了植物根系的固土性[1]。楊亞川等將根系與土壤視為一體，提出了“土壤-根系復(fù)合體”的新概念，并將土壤-根系復(fù)合體抵抗剪切破壞的極限能力稱(chēng)為土壤-根系復(fù)合體的抗剪強(qiáng)度[2]。植物根系固土的措施，可從多個(gè)方面發(fā)揮綜合效力。從生物角度來(lái)看，植物的莖葉能夠截留雨水，防止雨水濺蝕土壤表層；根系可以增加水分滲透，并對(duì)土壤起到固定和支撐的作用；根系在減小地表徑流量、防止地表侵蝕方面發(fā)揮著重要作用[1]。從生態(tài)角度分析，植物根系在水分子循環(huán)中起著橋梁作用：植物根系一方面依靠根壓作用參與植物水分蒸發(fā)蒸騰與大氣相連結(jié)，一方面與土壤中的水分、可溶性礦質(zhì)及土壤黏粒、微生物等相關(guān)聯(lián)，從而發(fā)生水分梯度礦質(zhì)溶液的質(zhì)流、物質(zhì)的遷徙和富集現(xiàn)象[3]，從而參與并影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的變化。另外，采取植物根系固土措施見(jiàn)效快，持效時(shí)間長(zhǎng)，代替不必要的工程措施，經(jīng)濟(jì)廉價(jià)[4]，還能提高生物多樣性[5]。植物根系網(wǎng)力學(xué)機(jī)制模式主要分為根系材料力學(xué)、根系網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)作用、根系-土壤有機(jī)復(fù)合體、根系-土壤生物化學(xué)作用等4個(gè)層次[1]。較粗的根系的抗拉強(qiáng)度相對(duì)較大[6]，較細(xì)的根系能夠網(wǎng)絡(luò)土壤，抗拉力發(fā)揮了抗剪力的作用[7-8]，而土體抗剪能力較弱、抗壓能力較強(qiáng)，故由植物根系與土體共同組成的根-土復(fù)合體兼具較強(qiáng)抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度[9]；含植物根系的土壤具有類(lèi)似鋼筋混凝土的構(gòu)造[6]，能夠發(fā)揮淺根加筋[10]、深根錨固（一般指喬、灌木類(lèi)植物）、側(cè)根牽引等作用[11-13]，有利于保持水土[14]。由于植物種類(lèi)不同、根系形態(tài)[15]及拉力力學(xué)性能各異、植物根系與土壤界面的相互制約效力不同等因素[16]，根系所發(fā)揮的加筋[17]、錨固、牽引等效力不盡相同，因此根系表現(xiàn)出的固土能力也會(huì)千差萬(wàn)別。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)根系固土機(jī)制的研究[18-23]，主要集中于根-土復(fù)合體抗剪性能[24]、抗侵蝕性能、抗沖刷性能[25-26]、根系的抗拉性能[17，27]以及根-土界面摩阻性能[28]等方面。目前，研究含根系土體抗剪能力的方法主要有原位剪切試驗(yàn)研究、直接剪切試驗(yàn)研究、三軸壓縮試驗(yàn)研究以及無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)等。本研究介紹了含根系土體抗剪強(qiáng)度的不同試驗(yàn)方法及其理論依據(jù)，綜合分析不同試驗(yàn)方法的可行性與限制性，提出了更加接近根-土復(fù)合體實(shí)際受力條件的研究方法，為以后的研究提供思路和建議。

1 原位剪切試驗(yàn)研究

原位剪切試驗(yàn)過(guò)程是首先以根系中心點(diǎn)為中心，沿中心周?chē)_(kāi)挖出矩形槽，將根系作用的土體同根系作用以外的土體分離，然后將預(yù)制的模子套在根系作用的土體上，最后對(duì)模子施加水平推力，那么，模子底邊所在的平面即為土體的剪切面，水平推力同模子底面的面積的比值，即為含根系土體的抗剪強(qiáng)度。以同樣的方法計(jì)算出素土的抗剪強(qiáng)度，然后將含根系土體的抗剪強(qiáng)度同素土的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)照，得出根系固土能力。其計(jì)算公式如下：

τ=FA。

（1）

式中：τ為土體抗剪強(qiáng)度，kPa；F為作用于模子的水平推力，kN；A為模子的底面面積，m2。

人們利用原位剪切試驗(yàn)對(duì)植物根系固土能力做了大量的研究，得出了一系列的結(jié)論。趙麗兵等通過(guò)對(duì)黃土高原丘陵溝壑區(qū)山西省河曲縣磚窯溝流域內(nèi)4種有代表性的草本植物進(jìn)行野外剪切測(cè)試和模型預(yù)測(cè)，證實(shí)和量化了草本植物根系增強(qiáng)土壤抗剪切強(qiáng)度的作用[29]。周云艷等通過(guò)對(duì)南望山山腳下樟樹(shù)的4個(gè)含根土樣和素土樣在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原位剪切試驗(yàn)，對(duì)比素土樣和4個(gè)含根土樣的強(qiáng)度值、位移值，分析評(píng)價(jià)植物根系的固土護(hù)坡效應(yīng)[30]。王斌等應(yīng)用自行設(shè)計(jì)改進(jìn)的剪切箱，原位測(cè)定了不同深度（10 cm，20 cm）分蘗期香根草根系固土，認(rèn)為香根草具有一定的固土能力，并且根系入土越深，植物固土能力越強(qiáng)[31]。朱錦奇等采用大盒直剪試驗(yàn)與物理模型，對(duì)重慶縉云山地區(qū)6種常見(jiàn)植物馬尾松、香樟、廣東山胡椒、四川大頭茶、白毛新木姜子、四川山礬根系的增強(qiáng)抗剪強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，利用Wu模型對(duì)6種植物的根系固土效能進(jìn)行模型計(jì)算，結(jié)果表明，不同的植物根系類(lèi)型對(duì)增強(qiáng)抗剪強(qiáng)度值的影響非常顯著[32]。

原位剪切試驗(yàn)在根系原生長(zhǎng)環(huán)境中進(jìn)行，沒(méi)有因重塑而破壞根和土的構(gòu)造，保留根、土之間的構(gòu)造關(guān)系，使試驗(yàn)結(jié)果更具實(shí)際意義；在相同環(huán)境下的素土和含根系土體受外界環(huán)境的影響接近相同，唯一的差別在于有無(wú)根系，幾乎可以認(rèn)為抗剪強(qiáng)度的變化只跟根系有關(guān)，突出根系的固土能力。無(wú)論是素土還是含根系土體，都使用同一個(gè)模子，保證剪切破壞面在同一厚度，避免剪切厚度不同，使剪切面土體的構(gòu)造、密實(shí)度等存在差異，使變量增加，從而不能確定根系就是固土能力提升的影響因素。endprint

然而，這種試驗(yàn)方法也存在一定的缺陷：模子圈套的范圍有限，其范圍以外的根系由于被挖斷，不能檢測(cè)到其對(duì)固土能力的貢獻(xiàn)，從而有可能使根系固土能力的檢測(cè)結(jié)果偏?。缓低馏w達(dá)到素土土體的破壞狀態(tài)后，隨著剪力的增加影響抗剪強(qiáng)度繼續(xù)提升的因素除了根系以外，還有土體的作用（比如摩擦力），而在計(jì)算中全部歸功于根系，將其固土能力擴(kuò)大化；抗剪強(qiáng)度以模子的底面面積為基準(zhǔn)，忽略了剪切過(guò)程中剪切面積的變化，使抗剪強(qiáng)度小于實(shí)際情況，且素土破壞面的面積大于含根系土體的破壞面面積，使根系的固土能力進(jìn)一步減小。由于不同的學(xué)者針對(duì)不同植物、不同環(huán)境條件所采用的裝置及參數(shù)不盡相同，從而使得試驗(yàn)結(jié)果間的可對(duì)比性和參考性不顯著[33]。

2 直接剪切試驗(yàn)

直接剪切試驗(yàn)通過(guò)應(yīng)變控制式直剪儀，采用4個(gè)試樣，分別在不同的垂直壓力P下，施加水平剪切力進(jìn)行剪切，求得破壞時(shí)的剪應(yīng)力τ。然后根據(jù)庫(kù)侖定律確定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)：黏聚力c和內(nèi)摩擦角τ。

通過(guò)直接剪切試驗(yàn)，人們可以對(duì)影響植物根系固土能力的不同因素進(jìn)行研究。毛伶俐、Ali等選取不同含根量土體進(jìn)行大量室內(nèi)直剪試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)少量根的存在就會(huì)提高土層的抗剪強(qiáng)度，從而對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響[34-35]。栗岳洲等通過(guò)對(duì)4種鹽生植物根-土復(fù)合體在不同含根量梯度下的直接剪切試驗(yàn)，認(rèn)為根系增強(qiáng)土體抗剪強(qiáng)度存在最優(yōu)含根量[5]。胡文利等以典型的沙地柏群落中選取的土樣與根系作為研究對(duì)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室直接剪切試驗(yàn)方法對(duì)比分析在不同含水率下無(wú)根系擾動(dòng)土和有沙地柏根系存在的根土復(fù)合土樣的抗剪性能[36]。鞏凡通過(guò)土樣的含水量測(cè)定試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)，建立了桉樹(shù)林地土壤含水量與抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，并認(rèn)為土體抗剪強(qiáng)度參數(shù)值均隨著土壤含水量的增加而減小[37]。王澤華對(duì)制成的幾個(gè)試樣進(jìn)行了直接剪切試驗(yàn)，認(rèn)為植物根系的存在對(duì)于土壤起著明顯加筋作用，明顯提高了土體的抗剪強(qiáng)度，并且植物根系加筋后的土體仍然符合摩爾-庫(kù)侖定律，即τ=c+σtanφ[38]。黃曉樂(lè)等分析了狗牙根和紫花苜蓿2種草本植物根系分形特征，并對(duì)根-土復(fù)合體進(jìn)行了直接剪切試驗(yàn)，認(rèn)為根系對(duì)植被混凝土抗剪強(qiáng)度有增強(qiáng)作用，并且根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度的增幅與根系分形特征存在顯著的關(guān)系，即根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度增幅隨根系分形維數(shù)增加呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)[39]。吳鵬等采用室內(nèi)剪切試驗(yàn)方法，對(duì)不同根系分布形態(tài)的植物根系固土護(hù)坡的有關(guān)規(guī)律進(jìn)行研究，認(rèn)為不同的根系分布形態(tài)，對(duì)根系固土強(qiáng)度和邊坡穩(wěn)定性的影響不同[40]。李光瑩等對(duì)小嵩草、紫花針茅、矮火絨草、二裂委陵菜、細(xì)葉亞菊、鹽地風(fēng)毛菊等6種草本植物的根-土復(fù)合體原狀試樣和素土試樣分別進(jìn)行了直接剪切試驗(yàn)，并結(jié)合植物的單根抗拉力、抗拉強(qiáng)度，評(píng)價(jià)其固土護(hù)坡能力與貢獻(xiàn)[41]。

進(jìn)行直接剪切試驗(yàn)時(shí)，許多研究者往往重塑素土和含根系土，以控制土體含水量、含根量、根系布置形態(tài)等，根據(jù)需要研究某個(gè)影響因素；當(dāng)研究某個(gè)影響因素時(shí)，其作用結(jié)果不受其他因素干擾，試驗(yàn)結(jié)果更具可靠性；相同剪切條件下，試樣的破壞面可保持一致，就素土和含根系土體同一高度的破壞面進(jìn)行比較，方具有可比性。比如朱錦奇等采用大盒直剪試驗(yàn)與物理模型，控制重塑土的密度、含水率、緊實(shí)度等與原狀土相一致，利用Wu模型對(duì)幾種植物的根系固土效能進(jìn)行模型計(jì)算，認(rèn)為不同的植物根系類(lèi)型對(duì)增強(qiáng)抗剪強(qiáng)度值的影響非常顯著[32]。但是，“重塑”破壞了原土體的構(gòu)造，以及根-土之間相互作用形態(tài)，忽略了根系和土體之間的生物化學(xué)作用和根系網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)作用，且其試驗(yàn)裝置能夠容納的根系直徑和根長(zhǎng)有限[42]，使試驗(yàn)結(jié)果偏離了實(shí)際意義。也有學(xué)者原地采樣，對(duì)原狀根-土復(fù)合體進(jìn)行直接剪切試驗(yàn)，這樣保持了根系和土體的相互作用形態(tài)及根系、土壤的原始構(gòu)造，發(fā)揮了根系對(duì)土體的生物化學(xué)作用及根系網(wǎng)的串聯(lián)作用。比如李光瑩等對(duì)試驗(yàn)區(qū)不同草本植物的根-土復(fù)合體原狀試樣和素土試樣分別進(jìn)行了直接剪切試驗(yàn)，對(duì)不同根-土復(fù)合體的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行了比較，并結(jié)合不同植物的單根抗拉力、抗拉強(qiáng)度評(píng)價(jià)了不同草本植物固土護(hù)坡能力與貢獻(xiàn)[41]。但是，對(duì)原狀土就地取樣，不能保證不同土體的緊實(shí)度、含水量、密度等因素相同，從而不能準(zhǔn)確控制單一變量；取樣過(guò)程中，同一種復(fù)合體選取的位置不同，試驗(yàn)的結(jié)果就有可能出現(xiàn)差異，而且不能保證取樣的土體代表本土體的最強(qiáng)作用指標(biāo)；無(wú)論是直剪試驗(yàn)還是原位試驗(yàn)，土樣的受剪面是固定的，它不一定是最薄弱面，且在剪切破壞過(guò)程中逐漸變小[43]。

3 三軸壓縮試驗(yàn)

三軸壓縮試驗(yàn)時(shí)測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的一種方法，通常采用3～4個(gè)圓柱形試樣，分別在不同的恒定周?chē)鷫毫Γ葱≈鲬?yīng)力σ3）下，施加軸向壓力（即產(chǎn)生主應(yīng)力差σ1-σ3），進(jìn)行剪切，直至破壞，然后根據(jù)摩爾-庫(kù)侖理論，求得抗剪強(qiáng)度參數(shù)。其中，不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)（UU）對(duì)應(yīng)于直接剪切試驗(yàn)的快剪試驗(yàn)，在實(shí)際工程條件中，相當(dāng)于飽和軟黏土中快速加荷時(shí)的應(yīng)力情況。固結(jié)不排水剪試驗(yàn)（CU）適用的實(shí)際工程條件常常是土層在自重或正常荷載下已達(dá)到充分固結(jié)，然后受到突然加荷作用時(shí)所對(duì)應(yīng)的受力情況。

人們利用三軸壓縮試驗(yàn)，對(duì)植物根系的加筋效應(yīng)等方面作了一系列研究。宋維峰等基于加筋理論，采用三軸壓縮試驗(yàn)的方法，探索林木根系的固土機(jī)制，認(rèn)為在根系分布的不同深度，根系都增強(qiáng)了土體的強(qiáng)度[44]。余芹芹等通過(guò)對(duì)寒旱環(huán)境4種類(lèi)型試樣即素土、草本-土復(fù)合體、灌木-土復(fù)合體、灌木-草本-土復(fù)合體試樣分別進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn)，對(duì)比分析這4種試樣的強(qiáng)度及其相應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變特征，認(rèn)為植物根系對(duì)邊坡土體具有顯著的加筋作用，而草本與灌木植物組合種植的形式對(duì)土體的加筋效果較單一種植草本或灌木植物顯著[45]。嵇曉雷運(yùn)用GDS三軸試驗(yàn)系統(tǒng)，首次研究了根系在土體中傾斜、水平、垂直、相交、混合5種不同布置方式對(duì)根土復(fù)合體強(qiáng)度的影響規(guī)律，認(rèn)為不同布置方式對(duì)土體強(qiáng)度增強(qiáng)程度不同[46]。周云艷等利用長(zhǎng)江科學(xué)院研制的CT三軸儀，分別對(duì)素土樣和2種含根土樣進(jìn)行不固結(jié)不排水的CT實(shí)時(shí)三軸剪切試驗(yàn)，揭露了根系的阻裂作用和橋聯(lián)作用，最后得出根系固土的細(xì)觀力學(xué)機(jī)制主要表現(xiàn)為根系對(duì)土體的阻裂作用和橋聯(lián)作用[47]。曹云生通過(guò)三軸試驗(yàn)，認(rèn)為根系直徑和圍壓越大、根系布設(shè)方式越復(fù)雜則根土復(fù)合體的抵抗荷載的能力越強(qiáng)[16]。岳栗洲通過(guò)三軸試驗(yàn)研究了粒徑對(duì)含根系土體抗剪強(qiáng)度的影響，認(rèn)為粒徑越小越有利于抗剪能力[48]。endprint

相較于以庫(kù)倫定律為理論依據(jù)的直接剪切試驗(yàn)，三軸壓縮試驗(yàn)以摩爾-庫(kù)侖理論為基礎(chǔ)，其理論依據(jù)更加充分，關(guān)注壓縮過(guò)程中試樣的橫向和縱向變化。三軸試驗(yàn)中的破壞面是真正的最薄弱面，且可以模擬不同排水狀況下剪切應(yīng)力的變化，區(qū)分空隙水壓力和有效應(yīng)力[43]。但是，一種土體往往需要多個(gè)試樣才能得出土體的特征系數(shù)，多個(gè)特征系數(shù)的平均值才能代表土體的特性，最終，需要對(duì)大量的試樣進(jìn)行試驗(yàn)，工作量過(guò)大；試驗(yàn)中施加的圍壓過(guò)大，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件提出了很高的要求；在水土保持中，土體往往不會(huì)受到很大的圍壓，所以采用三軸試驗(yàn)時(shí)，施加的過(guò)大的圍壓與實(shí)際情況不符，屬于“小題大做”。

4 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)是一種特殊的三軸壓縮試驗(yàn)，同樣以摩爾-庫(kù)倫理論為依據(jù)，圍壓為0，只要測(cè)出試樣的最大主應(yīng)力，即可確定摩爾應(yīng)力圓，其頂點(diǎn)的切線即為庫(kù)侖直線，該直線在縱軸上的截距即為黏聚力，內(nèi)摩擦角為0。

對(duì)于裸土來(lái)說(shuō)，土層足夠深時(shí)，其黏聚力會(huì)有所增加[49-50]，但是，Hales等認(rèn)為土壤抗剪能力和土層深度沒(méi)有關(guān)系，植物根系作用范圍為淺層土體，根-土復(fù)合體承受的圍壓很小，可忽略不計(jì)[51]。聶影等、Hu等認(rèn)為根系提高土體抗剪強(qiáng)度主要是因?yàn)楦翟鰪?qiáng)了土體的黏聚力，因此，可以忽略根系對(duì)內(nèi)摩擦角的影響，只著手于對(duì)黏聚力增量的研究[52-53]。在無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)中，對(duì)土柱施加的圍壓為零，接近根-土復(fù)合體的實(shí)際受力情況；只需要測(cè)出試樣的最大主應(yīng)力，即可確定摩爾應(yīng)力圓，進(jìn)而畫(huà)出庫(kù)倫曲線，確定黏聚力，符合實(shí)際情況，且簡(jiǎn)單易行，試樣用量少，工作量小。但是，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)采用的土柱往往太細(xì)，且是重塑土，在一定的根、土含量比例條件下，允許加入的根系太少，很有可能使其他未知因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響超出根系的影響，進(jìn)而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。另外，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得的抗壓強(qiáng)度常常略低于原狀素土，盡管重塑的含根系土體同原狀土的緊實(shí)度、密度、含水量等要素相同，但是由于受到擾動(dòng)，不能確定抗壓縮性能的降低是因?yàn)楦颠€是因?yàn)閿_動(dòng)。比如，周成等對(duì)含香根草根系土體進(jìn)行了無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并與純土進(jìn)行比較，結(jié)果顯示有根系土體的抗壓強(qiáng)度略低于純土，對(duì)土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響，但明顯地改善了土的延展性[54]。

5 未來(lái)研究展望

三軸壓縮試驗(yàn)需要幾種不同的圍壓，且圍壓較大，不符合淺層土體的受力情況，況且試驗(yàn)量大。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)簡(jiǎn)單，且符合實(shí)際情況，但是柱體太細(xì)，受擾動(dòng)后，土體的構(gòu)造等的改變對(duì)土體的影響放大。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)實(shí)際上是特殊的三軸壓縮試驗(yàn)，因此，可以使用三軸儀的裝置，做無(wú)側(cè)限試驗(yàn)，含根系土體可以足夠粗大。為了消除土壤受擾動(dòng)的影響，可以在試驗(yàn)之前直接制備較粗的土柱，并根據(jù)研究需要種植草本植物，或者改進(jìn)裝置，加粗試驗(yàn)土柱，以滿(mǎn)足對(duì)灌木等植物根系固土能力的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]程 洪，顏傳盛，李建慶，等. 草本植物根系網(wǎng)的固土機(jī)制模式與力學(xué)試驗(yàn)研究[J]. 水土保持研究，2006，13（1）：62-65.

[2]楊亞川，莫永京，王芝芳，等. 土壤-草本植被根系復(fù)合體抗水蝕強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)研究[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，1（2）：31-38.

[3]朱建強(qiáng)，李 靖. 陜南膨脹土分布區(qū)土坎梯地建設(shè)探討[J]. 中國(guó)水土保持，1998（12）：34-35.

[4]楊永紅，王成華，劉淑珍，等. 不同植被類(lèi)型根系提高淺層滑坡土體抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)研究[J]. 水土保持研究，2007，14（2）：233-235.

[5]栗岳洲，付江濤，余冬梅，等. 寒旱環(huán)境鹽生植物根系固土護(hù)坡力學(xué)效應(yīng)及其最優(yōu)含根量探討[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2015，34（7）：1370-1383.

[6]Chen L，Wang P，Yang Y，et al. Constitutive model of single root systems resistance to tensile stress-taking Pinus tabulaeformis，Betula platyphylla，Quercus mongolica and Larix gmelinii as experimental objects[J]. PloS one，2014，9（4）：e93066.

[7]Waldron L J，Dakessian S. Soil reinforcement by roots：calculation of increased soil shear resistance from root properties[J]. Soil Science，1981，132（6）：427-435.

[8]Zhang C，Jiang J，Ma J，et al. Evaluating soil reinforcement by plant roots using artificial neural networks[J]. Soil Use and Management，2015，31（3）：408-416.

[9]Thornes J B. Vegetation and erosion. Processes and environments[M]. USA：John Wiley and Sons Ltd，1990.

[10]Wang Y，Shu Z，Zheng Y，et al. Plant root reinforcement effect for coastal slope stability[J]. Journal of Coastal Research，2015，73（Sp1）：216-219.

[11]喬 娜，余芹芹，盧海靜，等. 寒旱環(huán)境植物護(hù)坡力學(xué)效應(yīng)與根系化學(xué)成分響應(yīng)[J]. 水土保持研究，2012，19（3）：108-113.endprint

[12]Zhang C B，Chen L H，Jiang J. Vertical root distribution and root cohesion of typical tree species on the Loess Plateau，China[J]. Journal of Arid Land，2014，6（5）：601-611.

[13]Abdi E，Majnounian B，Rahimi H，et al. Distribution and tensile strength of Hornbeam （Carpinus betulus） roots growing on slopes of Caspian Forests，Iran[J]. Journal of Forestry Research，2009，20（2）：105-110.

[14]Saifuddin M，Osman N. Hydrological and mechanical properties of plants to predict suitable legume species for reinforcing soil[J]. Chinese Science Bulletin，2014，59（35）：5123-5128.

[15]Schwarz M，Phillips C，Marden M，et al. Modelling of root reinforcement and erosion control by ‘Veronesepoplar on pastoral hill country in New Zealand[J]. New Zealand Journal of Forestry Science，2016，46（1）：1-17.

[16]曹云生. 冀北山地油松根系固土機(jī)制的影響因素研究[D]. 北京：北京林業(yè)大學(xué)，2014.

[17]Yan Z X，Song Y，Jiang P，et al. Mechanical analysis of interaction between plant roots and rock and soil mass in slope vegetation[J]. Applied Mathematics & Mechanics，2010，31（5）：617-622.

[18]Bourrier F，Kneib F，Chareyre B，et al. Discrete modeling of granular soils reinforcement by plant roots[J]. Ecological Engineering，2013，61（1）：646-657.

[19]Burylo M，Hudek C，Rey F，et al. Soil reinforcement by the roots of six dominant species on eroded mountainous marly slopes （Southern Alps，F(xiàn)rance）[J]. Catena，2010，84（1）：70-78.

[20]陸桂紅，楊 順，王 鈞，等. 植物根系固土力學(xué)機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，38（2）：151-156.

[21]鐘貞明，桂 勇，羅嗣海，等. 植物護(hù)坡對(duì)邊坡穩(wěn)定性作用機(jī)理研究綜述[J]. 路基工程，2013（6）：1-7.

[22]解明曙. 林木根系固坡土力學(xué)機(jī)制研究[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，1990，4（3）：7-14，50.

[23]Bischetti G B，Bassanelli C，Chiaradia E A，et al. The effect of gap openings on soil reinforcement in two conifer stands in northern Italy[J]. Forest Ecology and Management，2016，359：286-299.

[24]Schwarz M，Rist A，Cohen D，et al. Root reinforcement of soils under compression[J]. Journal of Geophysical Research：Earth Surface，2015，120（10）：2103-2120.

[25]Li P，Li Z B. Soil reinforcement by a root system and its effects on sediment yield in response to concentrated flow in the Loess Plateau.[J]. Agricultural Sciences，2011，2（2）：86-93.

[26]Chen F，Zhang J，Zhang M，et al. Effect of Cynodon dactylon community on the conservation and reinforcement of riparian shallow soil in the Three Gorges Reservoir area[J]. Ecological Processes，2015，4（1）：1-8.

[27]雷相科，張雪彪，楊啟紅，等. 植物根系抗拉力學(xué)性能研究進(jìn)展[J]. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，33（4）：703-711.

[28]張春曉，陳終達(dá). 香根草根-土界面的單根拉拔摩阻特性研究[J]. 江蘇科技信息，2016（26）：69-71.endprint

[29]趙麗兵，張寶貴，蘇志珠. 草本植物根系增強(qiáng)土壤抗剪切強(qiáng)度的量化研究[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，16（3）：718-722.

[30]周云艷，陳建平，楊 倩，等. 植物根系固土護(hù)坡效應(yīng)的原位測(cè)定[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32（6）：66-70.

[31]王 斌，范茂攀，鄭 毅，等. 香根草根系固土拉力的原位測(cè)定[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，27（2）：257-262.

[32]朱錦奇，王云琦，王玉杰，等. 基于試驗(yàn)與模型的根系增強(qiáng)抗剪強(qiáng)度分析[J]. 巖土力學(xué)，2014（2）：449-458.

[33]Zhang C B，Chen L H，Liu Y P，et al. Triaxial compression test of soil-root composites to evaluate influence of roots on soil shear strength[J]. Ecological Engineering，2010，36（1）：19-26.

[34]毛伶俐. 生態(tài)護(hù)坡中植被根系的力學(xué)分析[D]. 武漢：武漢理工大學(xué)，2007.

[35]Ali F H，Osman N. Soil-roots composite：correlation between shear strength and some plant properties[J]. Electron J Geotech Eng，2007，12.

[36]胡文利，李為萍，陳 軍. 不同含水率水平下根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，32（1）：215-219.

[37]鞏 凡. 生態(tài)護(hù)坡中桉樹(shù)根系的固土效果試驗(yàn)研究[J]. 寶雞文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，33（1）：61-63.

[38]王澤華. 黃土地區(qū)公路邊坡植物根系加筋特性研究[D]. 武漢：武漢理工大學(xué)，2014.

[39]黃曉樂(lè)，周正軍，許文年. 植被混凝土基材中草本植物根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度與根系分形特征研究[J]. 三峽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，34（2）：59-62.

[40]吳 鵬，謝朋成，宋文龍，等. 基于根系形態(tài)的植物根系力學(xué)與固土護(hù)坡作用機(jī)理[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，42（5）：139-142.

[41]李光瑩，虎嘯天，李希來(lái)，等. 黃河源瑪沁地區(qū)高寒草地植物固土護(hù)坡的力學(xué)效應(yīng)[J]. 山地學(xué)報(bào)，2014，32（5）：550-560.

[42]楊苑君. 華北典型喬木根系抗拉及土壤抗剪性能研究[D]. 北京：北京林業(yè)大學(xué)，2016.

[43]楊 旸，字淑慧，余建新，等. 植物根系固土機(jī)理及模型研究進(jìn)展[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，29（5）：759-765.

[44]宋維峰，陳麗華，劉秀萍. 林木根系的加筋作用試驗(yàn)研究[J]. 水土保持研究，2008，15（2）：99-102.

[45]余芹芹，喬 娜，盧海靜，等. 植物根系對(duì)土體加筋效應(yīng)研究[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，31（增刊1）：3216-3223.

[46]嵇曉雷. 基于植被根系分布形態(tài)的生態(tài)邊坡穩(wěn)定性研究[D]. 南京：南京林業(yè)大學(xué)，2013.

[47]周云艷，徐 琨，陳建平，等. 基于CT掃描與細(xì)觀力學(xué)的植物側(cè)根固土機(jī)理分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30（1）：1-9.

[48]栗岳洲，付江濤，胡夏嵩，等. 土體粒徑對(duì)鹽生植物根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2016，35（2）：403-412.

[49]Fan C C，Su C F. Role of roots in the shear strength of root-reinforced soils with high moisture content[J]. Ecological Engineering，2008，33（2）：157-166.

[50]Normaniza O，F(xiàn)aisal H A，Barakbah S S. Engineering properties of Leucaena leucocephala for prevention of slope failure[J]. Ecological Engineering，2008，32（3）：215-221.

[51]Hales T C，F(xiàn)ord C R，Hwang T，et al. Topographic and ecologic controls on root reinforcement[J]. Journal of Geophysical Research：Earth Surface，2009，114（F3）：554-570.

[52]聶 影，陳曉紅，付征耀，等. 生態(tài)護(hù)坡根系纖維土強(qiáng)度和變形特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 鐵道工程學(xué)報(bào)，2011，28（7）：6-8.

[53]Hu X S，Gary B，Zhu H L，et al. An exploratory analysis of vegetation strategies to reduce shallow landslide activity on loess hillslopes，Northeast Qinghai-Tibet Plateau，China[J]. Journal of Mountain Science，2013，10（4）：668-686.

[54]周 成，張繼寶，周榮官，等. 香根草生態(tài)護(hù)坡的根系固土試驗(yàn)研究[C]// 第二屆全國(guó)環(huán)境巖土工程與土工合成材料技術(shù)研討會(huì)論文集. 2008.丁澤紅，付莉莉，黃 猛，等. 木薯MeP5CS1基因的克隆、表達(dá)分析及載體構(gòu)建[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（18）：40-43.endprint