黄茅根系抗拔承载力试验研究

陈冬俊 王政红 严武 杨彬欣 何宗跃

摘  要：为了探索黄茅草根系与土壤的接触特性，并分析其根系各因素对抗拔力的影响，文章通过对不同龄期的黄茅草进行抗拔力研究实验，发现草的根茎发达程度，即固土高度，固土土重，根系重量都很大程度上影响抗拔力，并总结出以上因素与抗拔力的数值模拟，发现随着根系的发展，其固土高度、固土土重、根系重量都增大，并均与抗拔力呈正比关系。

关键词：抗拔力;固土高度;固土土重;根系重量

中图分类号：Q947         文献标志码：A         文章编号：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

隨着环保意识的增强，以及在“绿水青山就是金山银山”的大背景下，植被护坡技术受到重视[1，2]。对于植物根系而言，研究者对其抗拉性能进行研究[3-5]，但基本集中在护坡植物单根抗拉性能，对整株植物根系的抗拔性能研究较少。本文对黄茅进行整株植物根系的抗拔承载力研究，深化根系的固土性能，对生态护坡治理具有一定意义。

1 材料与实验方法

1.1 实验基本信息

本实验选取自然生长的不同龄期的黄茅草，黄茅这种优良的护坡植物属于多年生草本植物，具有抗逆性好、适应性广、生长迅速等优点。实验位于昆明学院院内，材料选取院内自然生长的不同龄期的黄茅草。土质为云南特有的红粘土，其岩性主要为棕红，微红色砂质粘土，含砂粒较多，结构较密实，无层理，土层中发育大量不规则裂缝，裂面有铁质浸染，局部裂面因地下水活动夹有充填物，形成龟裂或夹有风化的灰岩碎石。

1.2 实验方法

采用整株拉拔法采集植株，选取长势不相同的45 株黄茅草， 土壤类型均为红粘土，用组合拉力器拔取不同龄期的黄茅草，测其固土高度和固土重量，根系拔出后置于静水中，去除根土复合体中的石子等杂质，待根系表面的水渍晾干后带回实验室并将根系与植株切分开来，分别秤其重量记录，并将以上因素与抗拔力进行数据模拟，得到相关关系。根据实验记录的固土高度、固土重量、根系质量以及抗拉力，应用curveexpert软件进行拟合，并进行分析。

2 结果与分析

2.1 固土高度（H）与抗拔力（F）的关系

经数值拟合固土周长与抗拔力的关系呈幂拟合：y=ax^b，a=1.2931，b=1.4239，幂拟合如图1所示，固土高度为y轴，抗拔力为x轴，随固土高度的逐渐增加，抗拔力逐渐增大，相关系数为0.7195，即根系向土层内部发展得越深抗拔力越大，对边坡固土越有利。

2.2 固土重量（G）与抗拔力（F）的关系

如图2所示，固土重量（G）为y轴，抗拔力（F）为x轴，经数值模拟固土重量（G）与抗拔力（F）的关系呈幂拟合关系，y=ax^b，a=0.000487，b=1.4238，相关系数0.6920，随固土重量的逐渐增加，抗拔力逐渐增大。

2.3 根系重量（g）与抗拔力（F）的关系

如图3所示，经数值模拟根系重量（g）与抗拔力（F）的关系呈幂拟合关系，根系重量为y轴，抗拔力为x轴，y=ax^b，a=1.6702，b=1.4822，相关系数0.7876，随根系重量的逐渐增加，抗拔力逐渐增大，即根系越多，抗拔力越大。

3 结论

从以上实验数据研究表明，根系的发展程度决定了抗拔力的大小。根系越发达，即向四周发展的面积越大，向地下发展的深度越大，固土重量越大，根系越重（根系越多），植株重量也越大，则抗拔力越大，根系各因素与抗拔力均呈正相关关系，即根系发展程度决定抗拔力的大小。

参考文献：

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