紫花苜蓿-黄土复合体抗剪强度时间效应研究

毛正君 ，耿咪咪 ，毕银丽 ，安 宁

（1.西安科技大学 地质与环境学院, 陕西 西安 710054；2.西安科技大学 煤炭绿色开采地质研究院, 陕西 西安 710054；3.陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室, 陕西 西安, 710054）

0 引 言

黄河流域是我国煤炭工业的主产区，煤炭产量占全国70%以上，目前大规模的现代煤炭开采对黄河流域的生态环境造成了严重的影响，出现了频发的地质灾害和多发的水土流失等一系列突出问题，进一步加剧了生态环境的脆弱化[1-2]。目前，黄河流域煤炭基地的生态环境修复是整个黄河流域生态修复的重要组成部分，必须高度重视黄河流域煤矿区生态环境修复与治理[2]。SCHWÄRZEL[3]、BRYAN 等[4]认为我国实施的退耕还林、植树造林举措对黄土高原地区生态环境修复取得了明显成效，也为全球“绿化”作出了巨大贡献。作为黄河流域重要组成部分的黄土高原是世界上黄土沉积最深厚的地区之一，同时其黄土滑坡发育的密度可以高达6 个/km2，每年发生黄土边坡浅层破坏可以高达数百个[5]，对人民生命财产安全和社会经济发展造成了严重影响。边坡浅层破坏一般发生在坡体表层或坡面下2 m 范围内，其破坏类型有坡面侵蚀、风化剥落、溜坍、错落、浅层滑坡等[6]。黄土边坡浅层破坏可造成黄河流域土地可持续生产力的损失和破坏，是当前研究的重点[7]。在山坡、河岸和人造斜坡上采用植物进行加固和“固定”土体具有悠久的历史。直至今日，对于防治浅层滑坡和坡面侵蚀，STOKES[8]、VEYLON[9]、HU[10]、RANJAN 等[11]研究依然认为植物种植是土木工程措施的生态替代方案。植物根系能有效增强边坡浅层土体的抗剪强度，从而起到提高边坡稳定性的作用[12-14]。草本植物生长迅速，并且在能够在短期内覆盖整个边坡坡面，从而可以快速增强边坡整体稳定性[15-16]。

植物的生长发育是各种生理和代谢活动的整体表现，是一个复杂的、动态演化过程。因此，植物护坡也具有复杂且动态的演化过程。近年来，研究人员发现植物根系对土体的抗剪强度的增强与植物生长时间成正相关关系[17-20]。郑明新[21]、苑淑娟等[22]还研究了不同生长期植物根系的抗拉拔特性，结果显示根系的单根抗拉力随着根径的增加呈幂函数增大。此外，部分学者研究了植物根系对土体结构稳定性和可蚀性影响，也发现了土体抗剪强度随根系生长期的推进而显著增加并极大的减少了坡面侵蚀[23-24]。总之，研究人员逐步关注到植物根系的固土护坡效果与植物的生长时间有重要关系，即植物根系与土体间相互作用的力学特性具有显著的时间效应[21,25]。造成根土相互作用力学特性时间效应的原因是随着植物生长时间的推移，根系分支越多，根系直径越粗、根系数量越多，根系与土体之间的接触面积也越大，使得根土之间的摩擦力增大，进而提高了根土之间的相互作用，增加了根土复合体的抗剪强度，从而有利于边坡稳定性[25-26]。

抗剪强度常被用以度量土壤抵抗剪切破坏的能力，被认为是衡量边坡稳定性能的重要指标[20]。常用的测量根土复合体抗剪强度的室内试验包括直剪试验[27-28]、三轴压缩试验[29-30]、无侧限抗压强度试验[31-32]。由于三轴试验能够严格控制排水条件、量测孔隙水压力、试样中应力分布比较均匀等特点，目前国内外众多学者通过三轴试验对根系增强土体抗剪强度进行了研究[33-34]。基于此，笔者通过PVC 管人工种植方式获取紫花苜蓿-黄土复合体，并采用三轴压缩试验（固结不排水试验、不固结不排水试验）测定紫花苜蓿-黄土复合体抗剪强度指标并分析其时间效应。此外，对比分析了围压和含水率对紫花苜蓿-黄土复合体抗剪强度的影响作用，并与素黄土进行了比较。本研究成果对黄河流域边坡稳定性和水土保持研究具有重要理论意义和现实价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1）植物。紫花苜蓿根系发达，固土能力强，是黄土高原地区先锋植物之一[35-36]。因此选用紫花苜蓿作为研究对象，试验种子来自内蒙古赤峰市林西县草原站。

2）黄土。试验所用黄土取自陕西省西安市临潼区，地理坐标位置为E：109°20′25″，N：34°25′46″，为离石黄土（Q2黄土）。采用Bettersize2600 激光粒度分布仪测定土样的颗粒级配，粒度分级曲线如图1所示。

图1 三轴压缩试验用黄土颗粒级配曲线Fig.1 Particle gradation curve of loess used in triaxial compression tests

3）种植容器。试验所用的大种植箱尺寸为39 cm×39 cm×35 cm（长×宽×高），小种植箱尺寸为39 cm×39 cm×21 cm（长×宽×高）；PVC 管的内径为67.8 mm，外径为75 mm；PVC 管接头内径为75 mm。紫花苜蓿-黄土复合体种植示意如图2 所示。

图2 紫花苜蓿-黄土复合体种植示意Fig.2 Schematic diagram of alfalfa-loess complex planting

1.2 试验方案

三轴压缩试验采用中国南京土壤仪器厂生产的TSZ-1 型三轴仪。为了比较紫花苜蓿-黄土复合体在不同围压状态下的应力-应变曲线及抗剪强度指标，同时由于紫花苜蓿根系分布较浅，因此在试验设计时考虑了低围压状态，即分别在低围压（10、30、50 kPa）和高围压（100、200、300 kPa）条件下进行三轴压缩试验。由于试验主要设置2 种工况，即天然状态和饱水状态，因此试验考虑进行不固结不排水（UU）试验和固结不排水（CU）试验。其中不固结不排水三轴压缩试验对应的工况为未发生降雨，边坡表层土体处于天然含水率状态；固结不排水三轴压缩试验对应的工况为降雨强度较大，边坡表面土体处于饱和含水率状态。

依据GB/T 50123—2019，剪切至轴向应变达到20%时停止试验；不固结不排水（UU）试验的轴向应变速率选定为0.4 mm/min，固结不排水（CU）试验的轴向应变速率选定为0.08 mm/min。紫花苜蓿-黄土复合体三轴压缩试验过程，如图3 所示。

图3 紫花苜蓿-黄土复合体三轴压缩试验过程Fig.3 Triaxial compression tests of herbaceous root -loess complex

1.3 试样制备

1）植被种植。采用PVC 管人工种植含紫花苜蓿根系的黄土试样的具体步骤：首先，在种植箱内铺一层5 cm 左右的土，将切割好的PVC 种植管插入种植箱内，并在PVC 种植管中装满黄土；其次，在PVC种植管上端浇水浸润土体后静置一段时间，继续填满黄土并浇水浸润，直至黄土装满PVC 种植管浇水后不再下沉；再次，在每根PVC 种植管中撒入10～20 颗种子，种植深度为1.5～2.0 cm，当种子发芽后，进行间苗，保证每根PVC 管中有10 株紫花苜蓿；最后，给PVC 管中均浇入200 mL 的水。在浇水时，试验设定的标准为通过肉眼观察PVC 种植管中黄土表面是否变干，如变干则给PVC 管中加入定量的水，以保证PVC 种植管中含水率保持在16.5%左右。此外，试验设计在每隔10～15 d 拍照记录紫花苜蓿生长情况。

2）紫花苜蓿生长期设计。紫花苜蓿生长期设计为60、90、120、150 d 4 个阶段。

3）三轴压缩试验试样制备。首先，将PVC 种植管从种植箱中取出；其次，为了从PVC 种植管中完整取出含紫花苜蓿根系黄土试样，用细铁签沿PVC种植管内壁捅穿土体，使土体与PVC 种植管完全分离；再次，用刀割断扎带，将PVC 种植管慢慢地从土体外围取下；再次，对取出的含紫花苜蓿根系土体进行修整，使其能够放入切土盘内；再次，按照GB/T 50123—2019，确保含根系黄土试样直径为39.1 mm，高度为80 mm；最后，剪去含紫花苜蓿根系黄土试样上表面植物，且对试样上下两端进行修整。由于此次试验包含2 种规格长度的PVC 管，其中素土与生长期为60、90 d 的植物根系-黄土复合体取自长度20 cm 的PVC 管中，而生长期为120、150 d 的植物根系-黄土复合体取自长度为40 cm 的PVC 管中。因此在取样时，统一取20 cm 长PVC 管的中部，40 cm长PVC 管的上半20 cm 的中部。

1.4 抗剪强度指标求解

根据GB/T 50123—2019，如果各个应力圆之间无明显规律，难以绘制各莫尔圆强度包络线，可按应力路径取值，即以为纵坐标，为横坐标，然后绘制应力圆，作通过各圆之圆顶点的平均直线，根据直线的倾角及在纵坐标上的截距，应按下式计算：

式中：α为平均直线与p轴的倾角，（°）；b为平均直线在q轴上的截距，kPa；φ为内摩擦角，即总应力圆强度包线与σ轴的夹角，（°）；c为黏聚力，即总应力圆强度包线与τ轴的截距，kPa； φ′为有效内摩擦角，即有效应力圆强度包线与σ轴的夹角，（°）；c′为黏聚力，即有效应力圆强度包线与τ轴的截距，kPa。

有学者认为，对于利用应力路径取值得到的应力圆各圆顶点的数据，可利用最小二乘法对应力圆各圆顶点的数据进行线性回归，当线性相关系数>0.95 时，认为与包络线高度线性相关[37-39]。

2 试验结果分析

2.1 不固结不排水试验

图4 为UU 条件下素黄土和紫花苜蓿-黄土复合体在不同生长期下应力-应变曲线及其总应力路径。由图4 可见，峰值强度与围压的大小相关，表现为峰值强度随围压的增加而增大；不同生长期下的应力-应变曲线整体形态较为相似，即低围压状态下的应力-应变关系曲线基本都呈现弱应变硬化型，而高围压状态下则都呈现强应变硬化型。

图4 UU 条件下素黄土和紫花苜蓿-黄土复合体在不同生长期下应力-应变曲线及其总应力路径Fig.4 Stress-strain relationship and total stress path of plain loess and alfalfa-loess in different growth periods under unconsolidated and undrained test

UU 条件下素黄土和紫花苜蓿-黄土复合体的总应力路径都趋近于一条直线，在不同的围压下，总应力路径直线的斜率基本相同，两两之间趋于平行，总应力路径的密集点总是出现在直线的右上方。

2.2 固结不排水试验

图5 为CU 条件下素黄土和紫花苜蓿-黄土复合体在不同生长期下的应力-应变曲线和超孔隙水压力-应变曲线。从图5 可以看出，饱和试样的剪切过程中，无论是素土还是根土复合体，其应力-应变曲线和超孔隙水压力-应变曲线都表现出相似的变化特征，即在轴向应变小于4%时，主应力差和超孔隙水压力迅速增加；之后随着轴向应变的增大，主应力差和超孔隙水压力逐渐趋于稳定。

图5 CU 条件下素黄土和紫花苜蓿-黄土复合体在不同生长期下的应力-应变曲线和超孔隙水压力-应变关系Fig.5 Stress-strain relationship and excess pore water pressure-strain relationship between plain loess and alfalfa-loess complex in different growth periods under consolidated undrained test

图6 为CU 条件下素黄土和紫花苜蓿-黄土复合体在不同生长期下的总应力路径和有效应力路径。与图4 对比可见，CU 与UU 条件下总应力路径特点基本一致，CU 的总应力路径密集点更紧密且数值小于UU。由图6 可见，固结不排水试验的有效应力路径曲线的形状大致呈倒扣的半“U”形，与其总应力路径相比有效应力路径密集点的纵坐标基本一致，横坐标整体向左平移了超孔隙水压力大小的距离。

图6 CU 条件下素黄土和紫花苜蓿-黄土复合体在不同生长期下的总应力路径和有效应力路径Fig.6 Total stress path and effective stress path of plain loess and alfalfa-loess complex in different growth periods under consolidated undrained test

2.3 峰值强度

依据GB/T 50123—2019，对于应变软化的试样选择应力-应变曲线的峰值点作为破坏点，对于应变硬化的试样选择轴向应变为15%时的主应力差作为峰值强度。

图7 和图8 分别为不固结不排水（UU）和固结不排水（CU）条件下素黄土与不同生长期紫花苜蓿-黄土复合体峰值强度-围压关系。由图7 和图8 可见，UU 和CU 试验中不论是素黄土还是不同生长期（60、90、120、150 d）紫花苜蓿-黄土复合体的峰值强度总是随着围压的增大而增大；低围压状态下素黄土与紫花苜蓿-黄土复合体的峰值强度离散性小，高围压状态下素黄土与紫花苜蓿-黄土复合体的峰值强度离散性大，这可能是因为不同生长期下的根系对土体的增强作用不一致，再加上围压的增加，从而使得黏聚力存在差异。

图7 UU 试验素黄土与不同生长期紫花苜蓿-黄土复合体峰值强度-围压关系Fig.7 Peak strength-confining pressure relationship between plain loess and alfalfa-loess complex samples in different growth periods of UU test

图8 CU 试验素黄土与不同生长期紫花苜蓿-黄土复合体峰值强度-围压关系Fig.8 Peak strength-confining pressure relationship between plain loess and alfalfa-loess complex samples in different growth periods of CU test

2.4 抗剪强度指标

由于试验结果所得的各个应力圆之间无明显规律，难以绘制强度包络线。出现这种情况的原因可能是因为在培育过程中需要给试样持续不断地浇水，培育时间较长的试样浇的水也就更多，且由于黄土对水有很强的敏感性，因此会对黄土强度造成较大影响。因此选用最小二乘法求抗剪强度指标。

素黄土与不同生长期紫花苜蓿-黄土复合体三轴压缩试验抗剪强度指标的拟合结果，见表1。CU试验中生长期为60 d 的紫花苜蓿-黄土复合体试验结果无法在全围压状态下得到合理的拟合结果，因此对于生长期为60 d 的紫花苜蓿-黄土复合体仅列出了低围压拟合结果和高围压拟合结果。

表1 素黄土与不同生长期紫花苜蓿-黄土复合体三轴压缩试验抗剪强度指标拟合结果Table 1 Fitting results of shear strength index of plain loess and alfalfa-loess complex in different growth periods under triaxial compression test

由表1 可知，在低围压、高围压和全围压状态下UU 试验的拟合结果中，c随着紫花苜蓿生长期单调增大，φ与紫花苜蓿生长期无明显关系。在低围压状态下CU 试验的拟合结果中，c值随着紫花苜蓿生长期单调增大，φ值除了生长期为90 d 时存在异常值之外总体趋势呈单调增大，c′值除了生长期为150 d时存在异常值之外总体趋势呈单调增大，φ′值与紫花苜蓿生长期无明显关系；在高围压状态下CU 试验的拟合结果中，c值和φ值与紫花苜蓿生长期无明显关系，c′值除了生长期为90 d 时存在异常值之外总体趋势呈单调增大，φ′值与紫花苜蓿生长期无明显关系。

3 讨 论

3.1 草本植物-黄土复合体抗剪强度的时间效应

试验结果表明：紫花苜蓿-黄土复合体的抗剪强度相对于素黄土有显著提高，且随紫花苜蓿生长期的增加整体上呈增长趋势。由表1 可见，在UU 试验中，低围压状态下紫花苜蓿-黄土复合体黏聚力随生长期较素黄土分别增加了7.02%、18.81%、26.09%和36.41%；高围压状态下分别增加了3.74%、13.96%、25.16%和29.33%；全围压状态下分别增加了14.84%、18.38%、24.38%和29.31%；在CU 试验中，低围压状态下紫花苜蓿-黄土复合体黏聚力较素黄土分别增加了27.62%、50.87%、77.62%和158.14%，但高围压状态和全围压状态下没有规律性；有效黏聚力在高围压、低围压和全围压状态下均与生长期没有明显关系。造成这种结果的原因，可能是由于植物的生长过程中需不断浇水，使得土颗粒间的胶结连接被破坏，颗粒间变为以点接触为主，从而使结构连结强度迅速降低，镶嵌的紧密排列变为架空的松散排列，使得土体孔隙增大[40-41]，从而破坏土体的结构性，使得土体自身的强度降低。此外，植物根系浅埋段由于上覆土体自重压力较小，无法抵御根系膨压作用，导致土体疏松且强度降低；植物根系深埋段由于上覆土体自重压力较大，可以抵御植物根系膨压作用，使得土体进一步致密且强度增加；随着植物根系发育深度逐渐增大，深埋与浅埋分界面的变化，使得草本植物根系-黄土复合体抗剪强度的时间效应不显著。

植物根系主要是通过对土体锚固、加筋以及改善土体物理化学性质，从而实现改善土体抗剪强度[17]。但植物不同生长阶段根系生物物理性质的变化将会间接影响其对土壤抗剪强度的增强效果，因此根系与土体间相互作用的力学特性具有显著的时间效应[20,25]，其主要表现在摩擦强度和黏聚强度两方面：①随着植物生长期的增加，主根入土深度越深，对土体锚固作用越强；同时，植物根径越粗、根数越多、根面积比（RAR）越大，根系对四周土体产生膨压作用，使植物根系和土之间的接触更加紧密，增大了根系和土体之间的接触面积，根系与土体间的摩擦阻力也越大，使得根土间的摩擦强度越大，进而根土复合体抗剪强度越大[25-26]。②黏聚强度主要取决于土粒、根土间的各种物理化学作用力，如库仑力（静电力）、范德华力、胶结作用力等；随植物生长期增加，植物根系在土中盘根错节，使土体与根系紧密结合，使得土颗粒间的静电力和范德华力明显增大；同时，植物根系分泌更多的粘液、有机胶质等有机质，有效增强了根系和土体之间的胶结作用。

3.2 围压对草本植物-黄土复合体抗剪强度的影响

由于所选取的草本植物为紫花苜蓿，其种植当年根系主要分布于地下浅表层以内。基于此，分别设置了低围压状态（10、30、50 kPa）和高围压状态（100、200、300 kPa），以对比分析在不同围压状态下紫花苜蓿-黄土复合体的强度特性，从而评价不同围压状态下草本植物根系对土体的加筋效果。试验结果发现：无论围压高低，在相同轴向应变条件下，主应力差整体上随围压的增加而增加，表明围压的存在可有效限制变形，增强土体的抗剪能力；低围压状态下的素黄土及不同生长期紫花苜蓿-黄土复合体黏聚力明显小于高围压状态；低围压状态下的试验较为成功，其结果较为准确，相对于高围压状态更符合实际。

三轴压缩试验中对岩土体施加不同的围压，其目的在于模拟试样在不同埋深下所处的地应力条件，且围压的高低对土体的变形性能及力学指标存在着影响[42-44]。但目前大多数对于含草本植物的根土复合体抗剪强度的研究大多都以高围压状态为主，较少结合根系生长深度的实际情况考虑试验围压的设定，其原因可能是在低围压状态下的三轴压缩试验中，试验结果的可靠性和精度容易受到外界因素的影响[45]。但在实际情况中，草本植物根系分布深度大多较浅，主要集中于地表以下40 cm 深度范围内，超过该范围根系含量显著降低，对土体的加筋效果不显著[44]，若采用高围压对含草本植物根系的根土复合体进行三轴压缩试验明显不符合实际情况[44]。因此，在进行含草本植物的根土复合体抗剪强度室内试验时，应根据实际情况设定合适的围压状态，以避免对试验结果造成影响。

3.3 含水率对草本植物-黄土复合体抗剪强度的影响

不固结不排水三轴压缩试验对应的工况为未发生降雨，边坡表层土体处于天然含水率状态；固结不排水三轴压缩试验对应的工况为降雨强度较大，边坡表面土体处于饱和含水率状态。素黄土与不同生长期紫花苜蓿-黄土饱和含水率较天然含水率的黏聚力和内摩擦角降低值，见表2。结合表1 与表2 结果可见，随着含水率的增加，草本植物-黄土复合体黏聚力和内摩擦角均呈下降的趋势。在相同围压状态下，草本植物-黄土复合体的黏聚力的降低值总体上高于素土；随植物生长期增加，草本植物-黄土复合体黏聚力降低值整体上呈逐渐增大趋势，而内摩擦角整体上呈先增大后减小的趋势。

表2 素黄土与不同生长期紫花苜蓿-黄土饱和含水率较天然含水率的黏聚力和内摩擦角降低值Table 2 Compared with natural water content, cohesion and internal friction angle of plain loess and alfalfa-loess complex in different growth periods decreased in saturated water content

含草本植物根系的边坡浅表部，在天然状态下土颗粒之间连接强度较大，骨架颗粒排列紧密，孔隙空间小，吸力较大，且由于草本植物根系的膨胀作用，使得土体间孔隙相对更小，从而提高边坡浅表部土体强度。但是，随着降雨强度和降雨时间的增加，边坡浅表部土体内部含水率不断增加，土体内部的易溶盐以及草本植物根系分泌物不断被溶解，使得根土复合体的结构强度减小，且结合水膜厚度增大，土颗粒的间距增加且根系与土颗粒之间的接触面积减小，使得土颗粒间、根-土之间的摩擦力降低，连接强度减弱，进而导致含草本植物根系的边坡浅表部强度显著降低[46-49]。此外，伴随着植物的生长，植物地上部分越来越高大，导致植物自重加大，并且植物地上部分对降雨的吸附量也越来越大，这都不利于边坡的稳定性。

3.4 含人工种植根与含自然生长根、含人工插入根的根土复合体试样差异

植物根系的加固效果常受到根系的几何形态及分布特征的影响[50-51]。草本植物根系大部分分布在地表浅层部位，地表表层密集分布的根系对含草本植物根系黄土抗拉强度的提高很重要，随着植物的长大而不断的生长和分支，提供了良好的抗弯和抗剪强度，对防治边坡浅层破坏更有效[52]。

目前大多采用将野外采集的植物根系插入重塑土中制备含人工插入根的根土复合体试样，来进行抗剪强度测定试验。含人工插入根的根土复合体试样通常是将规则的、粗大的、遴选的根系插入土壤，不具有发达的根系网络结构[53-54]，类似于加筋土，不能完全的、充分的、彻底的模拟出根-土之间的相互作用。为了模拟出植物根系实际的生长情况，并更好的分析根-土的相互作用下的根土复合体抗剪强度，拟采用PVC 管制备含人工种植根的根土复合体试样，此方法与胡夏嵩[55]、FORESTA[30]及GHESTEM等[56]通过人工种植获取根土复合体试样的方法类似。虽然与植物自然生长方式相比，侧根的生长可能会受到限制，但是采用PVC 管人工种植方式的优点在于可以尽量在不扰动的情况下将PVC 管中的根土复合体直接制成三轴试样，避免破坏根-土之间的接触关系[55]。与含人工插入根的根土复合体试样相比，采用PVC 管人工种植方式获取的根土复合体试样测得的试验结果将更能完全反映根系固土机制。

含人工种植根的根土复合体试样制备，是将植物种植在种植管或种植箱中，其根系的生长速度和方向与自然条件下根系的生长情况基本一致[57]。与含人工种植根的根土复合体试样相比，含自然生长根的根土复合体试样中根系在生长过程中不会受到种植管或种植箱的限制，根系更为发达，但是难以精确确定所选样本植物的生长期，无法控制降雨量和光照条件，同时在取样时难度大、成本高且容易扰动，从而最终对相关试验数据产生了影响。对于含人工种植根的根土复合体试样制备，以上缺点都可以通过人为控制克服。

总之，通过人工种植方式制备根土复合体试样，既可以避免含人工插入根的根土复合体试样不能完全的、充分的、彻底的模拟出根-土之间的相互作用的缺点，也可以克服含自然生长根的根土复合体试样难以确定植物生长期、无法控制种植条件以及制样难、成本高和易扰动的缺陷。

4 结 论

1）与素黄土相比，紫花苜蓿-黄土复合体抗剪强度显著提高。在UU 试验中，紫花苜蓿-黄土复合体试样黏聚力显著高于素黄土，且增长速率随生长期增加而增大，内摩擦角无明显规律；在CU 试验中，低围压状态下紫花苜蓿-黄土复合体试样黏聚力显著高于素黄土，且增长速率随生长期增加而增大，内摩擦角无明显规律；高围压状态下黏聚力和内摩擦角均无明显规律。

2）对比分析了低围压状态（10、30、50 kPa）和高围压状态（100、200、300 kPa）下紫花苜蓿-黄土复合体的强度特性，发现低围压状态下的试验结果较为准确，相对于高围压状态更符合实际。

3）对于同一生长期紫花苜蓿-黄土复合体，饱和含水率的黏聚力显著低于天然含水率的；随着生长期的增加，饱和含水率的黏聚力较天然含水率的降低幅度整体上越来越大，而内摩擦角整体上呈先增大后减小的趋势。

致谢：本文试验方案设计及其撰写过程中，得到了中国工程院王双明院士和彭苏萍院士的指导和帮助，在此一并表示感谢。