黃茅根系抗拔承載力試驗研究

陳冬俊 王政紅 嚴武 楊彬欣 何宗躍

摘? 要：為了探索黃茅草根系與土壤的接觸特性，并分析其根系各因素對抗拔力的影響，文章通過對不同齡期的黃茅草進行抗拔力研究實驗，發(fā)現(xiàn)草的根莖發(fā)達程度，即固土高度，固土土重，根系重量都很大程度上影響抗拔力，并總結(jié)出以上因素與抗拔力的數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)隨著根系的發(fā)展，其固土高度、固土土重、根系重量都增大，并均與抗拔力呈正比關(guān)系。

關(guān)鍵詞：抗拔力;固土高度;固土土重;根系重量

中圖分類號：Q947? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）11-0074-02

Abstract： In order to explore the contact characteristics between the root system and the soil and analyze the influence of various factors of the root system on the pullout force， the experiment on the pullout resistance of the grass of different ages was carried out in this paper， and it was found that the rhizome of the grass was developed， that is， the height of soil fixation， the weight of soil consolidation soil and root system affect the pullout resistance to a great extent， and the numerical simulation of the above factors and pullout resistance is summarized. It is found that with the development of root system， the height of soil fixation， the weight of soil fixation soil and the weight of root system all increase， and all of them are related to the pullout resistance.

Keywords： pullout resistance; soil consolidation height; soil consolidation soil weight; root

隨著環(huán)保意識的增強，以及在“綠水青山就是金山銀山”的大背景下，植被護坡技術(shù)受到重視[1，2]。對于植物根系而言，研究者對其抗拉性能進行研究[3-5]，但基本集中在護坡植物單根抗拉性能，對整株植物根系的抗拔性能研究較少。本文對黃茅進行整株植物根系的抗拔承載力研究，深化根系的固土性能，對生態(tài)護坡治理具有一定意義。

1 材料與實驗方法

1.1 實驗基本信息

本實驗選取自然生長的不同齡期的黃茅草，黃茅這種優(yōu)良的護坡植物屬于多年生草本植物，具有抗逆性好、適應(yīng)性廣、生長迅速等優(yōu)點。實驗位于昆明學院院內(nèi)，材料選取院內(nèi)自然生長的不同齡期的黃茅草。土質(zhì)為云南特有的紅粘土，其巖性主要為棕紅，微紅色砂質(zhì)粘土，含砂粒較多，結(jié)構(gòu)較密實，無層理，土層中發(fā)育大量不規(guī)則裂縫，裂面有鐵質(zhì)浸染，局部裂面因地下水活動夾有充填物，形成龜裂或夾有風化的灰?guī)r碎石。

1.2 實驗方法

采用整株拉拔法采集植株，選取長勢不相同的45 株黃茅草， 土壤類型均為紅粘土，用組合拉力器拔取不同齡期的黃茅草，測其固土高度和固土重量，根系拔出后置于靜水中，去除根土復(fù)合體中的石子等雜質(zhì)，待根系表面的水漬晾干后帶回實驗室并將根系與植株切分開來，分別秤其重量記錄，并將以上因素與抗拔力進行數(shù)據(jù)模擬，得到相關(guān)關(guān)系。根據(jù)實驗記錄的固土高度、固土重量、根系質(zhì)量以及抗拉力，應(yīng)用curveexpert軟件進行擬合，并進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 固土高度（H）與抗拔力（F）的關(guān)系

經(jīng)數(shù)值擬合固土周長與抗拔力的關(guān)系呈冪擬合：y=ax^b，a=1.2931，b=1.4239，冪擬合如圖1所示，固土高度為y軸，抗拔力為x軸，隨固土高度的逐漸增加，抗拔力逐漸增大，相關(guān)系數(shù)為0.7195，即根系向土層內(nèi)部發(fā)展得越深抗拔力越大，對邊坡固土越有利。

2.2 固土重量（G）與抗拔力（F）的關(guān)系

如圖2所示，固土重量（G）為y軸，抗拔力（F）為x軸，經(jīng)數(shù)值模擬固土重量（G）與抗拔力（F）的關(guān)系呈冪擬合關(guān)系，y=ax^b，a=0.000487，b=1.4238，相關(guān)系數(shù)0.6920，隨固土重量的逐漸增加，抗拔力逐漸增大。

2.3 根系重量（g）與抗拔力（F）的關(guān)系

如圖3所示，經(jīng)數(shù)值模擬根系重量（g）與抗拔力（F）的關(guān)系呈冪擬合關(guān)系，根系重量為y軸，抗拔力為x軸，y=ax^b，a=1.6702，b=1.4822，相關(guān)系數(shù)0.7876，隨根系重量的逐漸增加，抗拔力逐漸增大，即根系越多，抗拔力越大。

3 結(jié)論

從以上實驗數(shù)據(jù)研究表明，根系的發(fā)展程度決定了抗拔力的大小。根系越發(fā)達，即向四周發(fā)展的面積越大，向地下發(fā)展的深度越大，固土重量越大，根系越重（根系越多），植株重量也越大，則抗拔力越大，根系各因素與抗拔力均呈正相關(guān)關(guān)系，即根系發(fā)展程度決定抗拔力的大小。

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