火棘单根抗拉力学特性分析

黎洪江 肖 雄 张乔艳 石庆港 唐丽霞*

(1.贵州大学林学院 贵阳 550025；2.关岭布依族苗族自治县林业局 贵州关岭 561300)

火棘根系发达，扎根较深，是良好的水土保持树种[1]。植物根系在一定程度上能固结土体，对于减缓浅层滑坡、崩塌等重力侵蚀具有积极作用[2]。此外，根系的抗拉特性是根系固土的重要指标，随着生态护坡技术的不断发展，许多学者针对植物根系的抗拉力学特性进行了研究[3]。结果表明，植物根系最大抗拉力和抗拉强度与根径呈一定函数关系，最大抗拉力随着根径的增加呈幂函数增加， 抗拉强度随着根径的增加呈幂函数减小[4～8]。李长暄在对油松、白桦和蒙古栋树种的研究中发现，随着含水率的降低，植物根系的极限抗拉力会显著的提高[9]。以上研究均在一定程度上探讨了根径对其抗拉力学特性的影响，但均着力于宏观力学特性的影响因素，对根系生长发育导致根截面微观孔隙的变化涉及较少。有鉴于此，为进一步探讨根径截面微观孔隙的变化对其力学特性的影响，本文以三年生火棘为研究对象，分析根径、根系含水率、孔隙度与抗拉力、抗拉强度之间的关系。以期从微观孔隙的角度揭示其根系抗拉特性的内在因素，为今后根系抗拉特性的研究工作提供相应的参考。

1 研究区概况

研究区位于贵阳市花溪区，具有高原季风气候的特点，无霜期长，雨量充沛，湿度较大；年平均气温为14.9℃，无霜期平均246天，年雨量1178.3mm，空气优良天数341天；地貌类型主要有丘峰溶原、溶丘洼地、峰林洼地、喀斯特台原，其间发育喀斯特盆地、洼地、漏斗、宽谷、槽谷、喀斯特大泉、伏流、天窗、地下河、天生桥及石林等众多喀斯特形态；……