灌木根系几何特性对拉拔力影响的试验研究

常婧美, 王桂尧, 胡圣辉,2, 张永杰, 符金良, 周维政

(1.长沙理工大学 土木工程学院, 湖南 长沙 410114; 2.广西路桥工程集团有限公司, 广西 南宁 530011)

灌木根系以其根茎粗大、固土能力强的优点在边坡生态防护中得到广泛应用，不同灌木的根系形态也大不相同，根系与土体间的作用方式不同导致在边坡加固中的作用机理不同，因此对根系形态与土体作用力的研究尤为必要。在现有研究中关于影响根系拉拔力与土壤的相互作用的因素，许多学者通过获得函数关系更直观具体的说明相关关系。如曹云生等[1]认为随着根系直径的增加，根土界面的摩擦力也逐渐增大；根土摩擦力与土壤含水率呈二次函数关系。单根根土摩擦力随着根的埋置深度、加载速率的增大而增大[2]。根系与土壤发生相对滑动产生的滑动摩擦力、土层相对错动时根系受剪切作用产生的弹性张力以及机械固持力使土壤的抗剪强度增大[3]。Turmanina[4]通过大量试验得到季节与根系的抗拉强度的规律：冬季>夏季，与含水率相关。陈昌富等[5-6]通过试验研究得到含根土体存在最佳含根率。由于最优含水率的存在，拉拔力随土体含水率呈二次函数关系。关于影响根系拉拔力的因素，拉伸速率也是研究重点[7-8]，根系几何参数一定时，拉拔速率越大抗拉强度越小，快速拉拔类似于动荷载作用，根系的弹性模量来不及发挥作用就已经被拉断[9]。关于根系分布与根系和土体间作用机理的研究，国内外……