【摘要】：油松作為黃土高原主要造林樹種在水土流失防治中起到積極的作用,而根系作為油松的支持器官在固土過程中起到了重要的作用。本研究使用北京林業(yè)大學(xué)自主研發(fā)的根系拉拔試驗(yàn)機(jī),對(duì)晉西黃土區(qū)油松的單根和多分叉根進(jìn)行室內(nèi)根系拉拔試驗(yàn),根系采樣時(shí)間為2018年7月。本文主要探究單根和多分叉根在拉拔過程中的破壞模式,以及影響單根摩擦力學(xué)特性的因素,并使用單根摩擦力估算公式F=0.5pd(1+ω)gL2定量分析影響根系與土壤界面摩擦系數(shù)的因素;對(duì)比兩次單根重復(fù)拉拔試驗(yàn)結(jié)果,并在此基礎(chǔ)上研究影響多分叉根中的側(cè)根固土能力因素。結(jié)果表明:(1)單根破壞模式有三種:被完全拔出破壞,被拔斷破壞和表皮滑脫破壞。多分叉根破壞模式有四種:完全被拔出破壞、分叉?zhèn)雀话螖嗥茐摹⒎植鎮(zhèn)雀砥せ撈茐暮头植鎮(zhèn)雀哑茐摹?2)隨著單根直徑、埋置深度、加載速度、土體干密度增加,最大摩擦力也增加,而隨著土壤含水率增加,最大摩擦力和初始摩擦力呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì);單根直徑、加載速度、土壤含水率和土體干密度對(duì)主峰值位移沒有影響,但主峰值位移隨著埋置深度的增加而增加;加載速度和土體干密度對(duì)初始摩擦力沒有影響,但單根直徑和埋置深度對(duì)初始摩擦力有一定的影響;(3)土體干密度提高,根土界面摩擦系數(shù)也提高,土體干密度從1.59 g/cm3到1.68 g/cm3,提高了 42.55%,從 1.68 g/cm3 到 1.78 g/cm3,提高了 33.74%;隨著單根直徑增加,根土界面摩擦系數(shù)會(huì)降低;隨著埋置深度的增加,根土界面摩擦系數(shù)會(huì)降低,埋深從50mm到100mm,根土界面摩擦系數(shù)降低了 49.72%;埋深從100mm到150mm,降低了 33.16%。隨著土壤含水率從13.18%增加到15.18%,再增加到17.18%,根土界面摩擦系數(shù)先增加后減小,增減率為+34.57%和-34.50%;隨著加載速度的增加,根土界面系數(shù)先增大,到一定值后保持不變或略微下降。(4)單根重復(fù)兩次拉拔的試驗(yàn)結(jié)果中,最大摩擦力和主峰值位移近似不變;兩次初始摩擦力結(jié)果隨著直徑的增加,兩者差別越來越大。側(cè)根直徑之和與側(cè)根夾角之和對(duì)最大摩擦力之差影響很大,并表現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系;側(cè)根直徑之和,側(cè)根夾角之和都對(duì)主峰值位移之差影響很小,沒有明顯規(guī)律性。對(duì)于一分叉根和二分叉根而言,側(cè)根夾角之和對(duì)最大摩擦力之差的影響大于側(cè)根直徑之和對(duì)其的影響,但對(duì)于三分叉根而言,側(cè)根直徑之和對(duì)最大摩擦力之差的影響大于側(cè)根夾角之和對(duì)其的影響。研究得出的單根和多分叉根的破壞模式以及影響根系摩擦力學(xué)特性因素加深了對(duì)黃土高原地區(qū)油松根系固土機(jī)制的了解,為油松植被恢復(fù)工程建設(shè)提供理論依據(jù)。
【圖文】：

２研究內(nèi)容和研究方法逡逑２．１研咒區(qū)概況逡逑研究區(qū)域?yàn)樯轿魇〖h蔡家川流域（圖２．１、圖２．２），地勢(shì)東高西低，是典型的逡逑黃土高原殘塬溝壑區(qū)。其區(qū)域地理位置為３６°１４＾３６°１９＇Ｎ，邋１１０°４０＇？１１０°４ＫＥ，海拔逡逑為８５０？１，５５０ｍ。該地區(qū)的氣候?yàn)榕瘻貛Т箨懶詺夂颍昶骄鶜鉁卦冢梗靛?#176;Ｃ￣１０．６邋°Ｃ，逡逑無霜期平均為１７１邋ｄ，年平均日照時(shí)數(shù)為２，５６４邋ｈ。多年記錄的年平均降水量為５８０邋ｍｍ，逡逑降雨季節(jié)分配不均勻，全年降雨主要集中于６？１０月，約占全年總降水量的７５％，年逡逑平均蒸發(fā)量約為１，７４０邋ｍｍ，遠(yuǎn)大于年平均降雨量。多年平均風(fēng)速為２．１邋ｍ／ｓ，且多以逡逑偏南風(fēng)和南風(fēng)為主。該地主要的自然災(zāi)害以干旱，沙塵暴，山體滑坡為主。研究區(qū)域逡逑內(nèi)主要的土壤為碳酸鹽褐土，黃土母質(zhì)，土層深厚，土壤質(zhì)地主要為粉砂質(zhì)壤土，，土逡逑質(zhì)均勻

２研究內(nèi)容和研究方法逡逑２．１研咒區(qū)概況逡逑研究區(qū)域?yàn)樯轿魇〖h蔡家川流域（圖２．１、圖２．２），地勢(shì)東高西低，是典型的逡逑黃土高原殘塬溝壑區(qū)。其區(qū)域地理位置為３６°１４＾３６°１９＇Ｎ，邋１１０°４０＇？１１０°４ＫＥ，海拔逡逑為８５０？１，５５０ｍ。該地區(qū)的氣候?yàn)榕瘻貛Т箨懶詺夂颍昶骄鶜鉁卦冢梗靛?#176;Ｃ￣１０．６邋°Ｃ，逡逑無霜期平均為１７１邋ｄ，年平均日照時(shí)數(shù)為２，５６４邋ｈ。多年記錄的年平均降水量為５８０邋ｍｍ，逡逑降雨季節(jié)分配不均勻，全年降雨主要集中于６？１０月，約占全年總降水量的７５％，年逡逑平均蒸發(fā)量約為１，７４０邋ｍｍ，遠(yuǎn)大于年平均降雨量。多年平均風(fēng)速為２．１邋ｍ／ｓ，且多以逡逑偏南風(fēng)和南風(fēng)為主。該地主要的自然災(zāi)害以干旱，沙塵暴，山體滑坡為主。研究區(qū)域逡逑內(nèi)主要的土壤為碳酸鹽褐土，黃土母質(zhì)，土層深厚，土壤質(zhì)地主要為粉砂質(zhì)壤土，土逡逑質(zhì)均勻
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S791.254

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本文編號(hào)：2643323