含根系复合土体抗剪强度特性的试验的研究.pdfVIP

2011年6爵 第四届湖北省土木工程专业大学生科技创新论坛论文集 含根系复合土体抗剪强度特性的试验研究 王逸珂 (武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉430072) 摘要：随着我国水土流失的日益严重，植被根系作为生物软措施已经在固土护坡、水土保持方面担当了重要的 角色。本文以某场地及其上所种植的沙地柏为研究对象，进行了有根系复合体土壤的物理力学指标测定，对不同 径级的沙地柏根系土样进行室内直剪试验和分析。研究表明：根系与土壤作为一个复合体，其抗剪强度近似符合 库伦定律：沙地柏根系的加入使根土复合体的抗剪强度大大提高．而且随着根系径级和根土截面比的增大，抗剪 强度以某个极限值为变化点。呈先上升后下降的趋势。说明细根在植被裉系固土中作用显著。试验结果为沙地柏 作为水土保持及护坡提供了依据，对植被根系固土、防治水土流失的研究具有一定的实用参考作用． 关键词：直接剪切试验；根土复合体：沙地柏；护坡 粒类土为主，采样点地表湿润，土质紧密，颗粒较 l概述 细，颜色呈黄褐色。该地表主要植被为沙地柏又称 早在中国古代，前辈就发现土壤中掺杂草根可 臭柏、圆柏，为柏科圆柏属长绿匍匐针叶灌木，其 以提高土体的抗剪强度…。近现代植被的固土护坡 根系是灌木根系中极具有代表性的根系，是较小苗 作用更是得到广泛应用，植被可通过改变土壤水分 木根系中适合室内试验的一种，而且在防治荒漠 状况及发挥根系加筋作用和根系锚固作用，提高土 化、固土护坡和水土流失方面起着重要作用。本文 壤的抗剪强度，起到固土护坡的作用拉’。在植被生 对该地区的土壤及其上所种植的沙地柏，两者所形 长初期，植被的固土护坡效果不明显；但随着植被 成的土壤根系复合体的抗剪性能进行试验研究。 的生长，植被的固土护坡作用越来越显著，说明植 2．2取样方法 被根系对土的抗剪强度有很大影响。且随着根系的 随机选取20棵长势良好的沙地柏样株测其冠 生长，土的抗剪性能的增大越来越明显。同时生物 幅、树高、胸径和地径，然后根据各指标平均值选 “软措施”又符合绿色、环保的主题，真正做到了 取一株作为标准株。在距离沙地柏50cm处挖一个 环保，以及人与自然的和谐发展。近代学者以草本 植物为研究对象，提出了“土壤一根系复合体”的 靠近所选沙地柏根系一侧坑的沪30cm和30_60cm 新概念，将根系与土壤视为整体进行复合体的抗剪 处截取两个横截面，分别用环刀取无根原状土试 强度特性研究，研究结果表明在有草本植被的条件 样，选取选取土质均匀、无裂缝等具有代表性的土 样。 下。复合体抗剪强度f，与正压力矿的关系符合库 用高2cm，面积为30cm2的环刀，内壁涂一薄层 伦定律b1。1997年，有学者通过对种植有红柳的黄 凡士林，使其与土样密合，刃口向下放在土样上， 土地区进行试验研究，获得了其抗剪强度指标c、 切土方向与天然层次垂直，将环刀垂直下压，直至 由值，试验表明红柳根系对提高土的抗剪强度作用 土样伸出环刀为止，用切土刀将两端的余土削平， 显著。但是对于黄土高原水土保持树种、草种根系 取剩余的具有代表性的土样测定其含水率。将有原 固土方面仍是空白，所以本文对此进行较为系统的 状土的环刀放入保湿器中，密封带回，用于室内测