【摘要】：砒砂巖區(qū)是黃河粗沙多沙區(qū)的核心區(qū)域,屬黃土高原劇烈侵蝕區(qū)。沙棘是該區(qū)水土保持先鋒植物,具有良好的固土護坡與水土保持效應。本文選擇沙棘植物根系為研究對象,探討其固土護坡的效應及機理�；谝巴庠囼炁c室內試驗相結合,對試驗數(shù)據(jù)進行分析處理,探討沙棘根系形態(tài)分布特征、單根抗拉特性、根-土復合體抗剪特性及其主要影響因素。本研究可為沙棘植被防護邊坡的設計及其種植參數(shù)的確定提供理論依據(jù)與參考,也可為后續(xù)系統(tǒng)深入地研究沙棘固土護坡效應與水土保持機理奠定基礎。研究成果如下:(1)沙棘根系為淺根型根系,根長、根量、根重主要集中在0-45cm深土層。該層根長占總根長的83.9%;根重占總根重的89%;根量占總根量的81.3%。沙棘根系根徑集中在0-2mm之間,毛根發(fā)達,根量占總根量的90.3%;根長占總根長的57.2%,大量毛根的存在顯著提高了邊坡穩(wěn)定性。(2)利用Sketch Up軟件對沙棘根系進行立體重現(xiàn)。由邊坡穩(wěn)定性理論可知,坡度越大,坡體安全系數(shù)越小。通過Up-slope一級側根和坡面夾角進行非線性擬合發(fā)現(xiàn)沙棘萌蘗繁殖的坡度限值為59°,Up-slope坡度限值略大于59°。(3)沙棘單根抗拉特性受根徑、標距及加載速率等因素影響。單根最大抗拉力與直徑、加載速率呈正相關,與標距呈負相關關系;抗拉強度與直徑、標距、加載速率呈負相關關系;彈性模量、極限延伸率和抗拉力、抗拉強度一樣,主要受根徑影響;沙棘根段在受力初期滿足胡克定律,說明其彈性材料特性,應力-應變曲線呈五種類型:鋸齒型、雙峰型、直線型、上凸型以及多峰型。(4)沙棘根-土復合體抗剪強度與垂直荷載之間呈正相關關系,符合莫爾-庫侖理論。復合體粘聚力相比于素土整體增加,其增加最大倍數(shù)為2.65;含根土體粘聚力隨含水率的增加呈先增加再減小的趨勢,在復合體之間存在一個最優(yōu)含水率,大致為13%-13.81%,接近這一范圍時,沙棘根-土復合體之間的粘聚力和抗剪強度達到最大值。含根量及土壤含水率對內摩擦角的影響均不顯著,說明復合體之間主要通過粘聚力的作用穩(wěn)固邊坡。
【圖文】：

第一章 緒論，根與土共同作用將起到增加土體抗剪強度。加筋根系能夠為土體提供一個附加的“粘聚移了一個 C 的位置。根系拉力還能抵御土體 σ1不變的情況下令最大剪應力減小。根系加

包線豎向偏移了一個 C 的位置。根系拉力還能抵御土體側向變形，平移 σ3，在 σ1不變的情況下令最大剪應力減小。根系加筋示意圖見圖 1.2 根系加筋示意圖[67]筋土相比原狀土而言能夠增加土體的粘聚力和內摩擦角，改善土體的高坡體穩(wěn)定性，有效防止滑坡發(fā)生。其中，植物單根對土體的加筋力為豎向根系和斜向根系兩種情形分析。
【學位授予單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S157.43

【參考文獻】

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本文編號：2609498