【摘要】：植物護坡技術(shù)是一種兼顧邊坡防護、生態(tài)修復(fù)和環(huán)境保護等多項功能的先進技術(shù),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在工程建設(shè)領(lǐng)域。它涉及生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、景觀學(xué)、工程學(xué)以及美學(xué)等領(lǐng)域,與相關(guān)各學(xué)科有著十分緊密的聯(lián)系。從工程學(xué)領(lǐng)域來看,可以研究植物護坡的施工工藝以及針對不同邊坡的情況所采取的工程與植物防護相結(jié)合的方案。從生態(tài)學(xué)領(lǐng)域來研究植物根系和土壤的相互作用,研究植物與環(huán)境的相互作用,來闡述植物護坡的機理,比較不同植物在邊坡防護上的能力差異。以往的研究當中,目光多集中在以喬木、灌木類植物根系的研究上,相對來說對于草本植物根系的護坡能力研究較少。本學(xué)位論文結(jié)合生產(chǎn)實際對廣南高速路段進行了邊坡防護的調(diào)查,對研究區(qū)段內(nèi)高速公路切方邊坡應(yīng)用最多的三種主要草本植物的根系的分布特征、根系的抗拉能力與和根土復(fù)合體的抗剪強度等進行室內(nèi)實驗測量研究,探討了邊坡的防護機理,對植物間的防護能力進行了比較分析。主要研究成果如下：(1)三種防護植物狗牙根(Cynodondactylon(Linn.)Pers.)、黑麥草(Lolium multiflorum Lam.)、高羊茅(Festuca elata Keng ex E. Alexeev.)的根系分布較淺,根系含量均隨著土層深度的增加逐漸遞減,兩者呈指數(shù)相關(guān)的關(guān)系。三種植物根系多數(shù)分布在0～8cm深度范圍內(nèi),占總根量94%以上,大于8cm深度的土壤中,只有少量根系分布。0～10cm土層深度范圍內(nèi)根系的含量黑麥草高羊茅狗牙根,在根系分布范圍內(nèi),邊坡土體可以看作是由根系和土壤組成的一種復(fù)合材料,草本植物發(fā)達的須根,穿過土壤,如同給土壤“加筋”,可以大大加強邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷性。(2)在直徑小于1mm的根系中,三種植物單根均具有很大的抗拉強度,狗牙根、黑麥草和高羊茅最高抗拉強度分別可達44.840MPa、01.859MPa和174.628MPa。不同植物之間的根系抗拉能力也存在有差異,狗牙根、黑麥草、高羊茅三種植物相比,單根抗拉能力高羊茅黑麥草狗牙根。(3)在直徑小于1mm的根系當中,三種植被單根最大抗拉力均隨著直徑的增大而逐漸增大,而抗拉強度則隨著直徑的增大而呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。狗牙根、黑麥草和高羊茅單根抗拉能力與根系直徑均呈指數(shù)函數(shù)的關(guān)系。根系的抗拉力和抗拉強度與直徑的這種關(guān)系使得,在直徑小于1mm的范圍內(nèi),三種植物的根系的最大抗拉力隨著根系直徑的增大而增大,同時其抗拉強度隨著直徑的增大而逐漸降低。(4)含有三種草本植物(狗牙根、高羊茅、黑麥草)根系的土體的抗剪切能力較無根土體有明顯提高,抗剪切強度隨著根系含量的增加而增加。相比于無根系土,在1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、2倍于實測根密度的條件下,狗牙根的內(nèi)聚力由14.57KPa增加到17.01KPa,內(nèi)摩擦角由28.22°增加到30.11°,高羊茅的內(nèi)聚力由17.31KPa增加到21.34KPa,內(nèi)摩擦角由28.59°增加到30.25°,黑麥草的內(nèi)聚力由19.24KPa增加到26.81KPa,內(nèi)摩擦角由29.54°增加到31.98°。其中內(nèi)聚力c的變化幅度要大于內(nèi)摩擦角的變化幅度。在根系含量增加比率相同的情況下,內(nèi)聚力的增加幅度要大于內(nèi)摩擦角增加幅度,說明狗牙根、高羊茅、黑麥草三種植物能夠提高邊坡土體的抗剪切能力和增強邊坡的穩(wěn)定性一個顯著原因是根系的摻入使得根系和土壤形成一個復(fù)合材料,大大提高了其內(nèi)聚力。狗牙根、黑麥草和高羊茅三種植物相比,同等條件下,土體內(nèi)聚力增加值,黑麥草高羊茅狗牙根,即三種植物在提高土體抗剪切能力上,黑麥草高羊茅狗牙根。從廣南高速公路切方邊坡植物防護的三種草本植物研究結(jié)果認為,草本植物在維持邊坡穩(wěn)定上能力突出。草本植物的根系含量隨著深度逐漸降低,單根的抗拉強度而言,高羊茅要優(yōu)于黑麥草優(yōu)于狗牙根,而對于含根土體來說,其抗剪切強度,黑麥草優(yōu)于高羊茅,高羊茅優(yōu)于狗牙根。
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U416.14

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