草本植物根系类型和分布对根土复合体无侧限抗压强度的影响

作     者：刘向峰 张强 郝国亮 王逸腾 孙颖聪 王来贵 LIU Xiang-feng;ZHANG Qiang;HAO Guo-liang;WANG Yi-teng;SUN Ying-cong;WANG Lai-gui

作者机构：辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 

出 版 物：《长江科学院院报》 (Journal of Changjiang River Scientific Research Institute)

年 卷 期：2023年第40卷第9期

页      面：106-111,117页

核心收录：

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 090707[农学-水土保持与荒漠化防治] 0907[农学-林学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFC1503101) 

主　　题：根系类型 无侧限抗压强度 根土复合体 根长密度 根表面积密度 根面积比 

摘      要：为了探究草本植物根系类型和分布对根土复合体无侧限抗压强度的影响,采用图片像素转换法确定轴根型紫花地丁、根蘖型苦荬菜和根茎型水麦冬在不同土壤深度的根系分布特征;并利用无侧限抗压试验获取3种草本植物根土复合体的应力-应变曲线,量化根土复合体的抗压强度,探究根土复合体破坏面根系参数与黏聚力增量的关系。研究结果表明,在0~8 cm土壤深度范围内,随土壤深度的增加,轴根型紫花地丁和根茎型水麦冬的根长密度RLD、根表面积密度RASD、根面积比RAR逐渐减小,而根蘖型苦荬菜的RLD、RASD、RAR出现了先增大后减小的趋势。3种草本植物根系分布特征参数的量化结果均表现为紫花地丁水麦冬苦荬菜。根茎型水麦冬提升土体抗压强度的能力最优,其根土复合体黏聚力增量分别是紫花地丁和苦荬菜黏聚力增量的1.42、2.6倍。3种草本植物破坏面的RLD、RASD和RAR均表现为水麦冬最大,苦荬菜最小,紫花地丁居中。苦荬菜破坏面根系参数与黏聚力增量无相关性。对于轴根型和根茎型草本植物,根土复合体破坏面的3个根系分布参数中,RAR与黏聚力增量的相关性明显高于RLD和RASD。因此,RAR可以作为预测根茎型和轴根型草本植物提高土体抗压强度能力的重要参数。