钟落潭大学园区3种林木根系拉伸力学特性
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圆摇 试验区概况
研究区钟落潭大学 园 区 位 于 广 州 市 白 云 区 东 北 部 钟落潭镇内袁与从化 市尧花都区接壤袁白云区 帽峰山 山 麓袁东至九佛工业区边界袁西临京珠高速路袁南抵水利局 人工水 库 选 址 淹 没 区袁 北 靠 新 广 从 快 速 路袁 面 积 为 圆园郾 怨愿 噪皂圆 袁可容纳师生 员园 万人袁目前已有 员园 余所高校 进入钟落潭大学园区遥
圆园员缘 年 怨 月摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 允燥怎则灶葬造 燥枣 郧则藻藻灶 杂糟蚤藻灶糟藻 葬灶凿 栽藻糟澡灶燥造燥早赠摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 第 怨 期
吕建根袁刘宜和袁杨墅杭
渊 仲恺农业工程学院 城市建设学院袁广东 广州 缘员园圆圆缘冤
摘要院研究了广州市钟落潭镇大学园区 猿 种植物根系拉伸力学特性遥 选取了试验区 猿 种典型植物根系袁共
试验 力 为 圆噪晕袁 精 度 等 级 园郾 缘 级袁 试 验 示 值 误 差 依
收稿日期院圆园员缘鄄园远鄄圆猿 基金项目院广东省普通高校特色创新项目渊 自然科学冤 袁广东省大学生创新训练项目资助 作者 简介院吕 建根渊 员怨苑苑 要 冤 袁男袁江西崇仁人袁博士袁副教授袁主要从事应 用力学研究工作 遥
钟落潭大学园区属于亚热带海洋性季风型气候袁夏 季漫长无酷热袁冬季温暖袁春秋两季短暂而不明显遥 全 年平均气温 圆圆援 缘毅悦袁年温差 员缘 耀 员苑毅悦袁雨量充沛袁年平 均降水量 员 缘员苑 皂皂袁年平均相对湿度 苑苑豫 袁温暖湿润遥 地形以 圆缘毅坡以下丘陵山地为主袁地势自东南向西北倾 斜袁东南部为丘陵台地袁西北部为流溪河冲积平原遥 山 丘表层为砖红壤性 红土袁 基 岩 以 花 岗 岩 居 多袁 工 程 地 质 条件较好遥 地表有一些小的河沟袁地下水储量较丰富遥
中图分类号院杂苑员愿援 源摇 摇 摇 摇 摇 摇 文献标识码院粤摇
文章编号院员远苑源鄄怨怨源源渊Байду номын сангаас园员缘冤园怨鄄园园缘猿鄄园圆
员摇 引言
木本植物通过根系 锚 固 土 的 方 式 可 以 提 高 土 体 的 抗剪能力袁从而有效阻止浅层土体滑坡遥 当植物侧根沿 边坡大量分布在滑坡面时袁根系的抗拉强度能够有效阻 止大面积的土体滑坡袁如泥石流尧崩塌等咱员暂 遥 宰葬造凿则燥灶咱圆暂 用一个简单的力学模 型 研 究 了根 系 对 土 壤 力 学 性 能 的 的影响袁结果表明院植 物 根 系主 要 是 通 过 增 加 黏 聚 力 来 提高土壤的抗滑坡能力袁根的平均抗拉强度和根系面积 比是影响土壤黏聚力的两个主要因素遥 因此袁植物根系 单根抗拉强度的研究可为提高边坡稳定性尧改善根系固 土能力提供重要指导遥 检索现有文献表明院国内研究人 员对北方植物根系拉升性能研究较多咱猿 耀源暂 袁而对南方植 物根系拉伸性能的研究鲜见报道遥 本文针对广州市钟 落潭大学园区内山体 边 坡 上 的植 物 开 展 根 系 拉 伸 特 性 研究袁对提高园区内 边 坡 的 稳 定 性尧 维 护 校 园 安 全 具 有 重要的指导意义遥
根系滑脱或者是夹头处断裂的不算成功袁试验中的数据
均取自根段在中间部位断裂的根系遥
猿援 圆摇 根系样本采集
为了提高试验的 成 功 率 和 准 确 率袁 选 择尧 采 集 植 物
根系样本时袁遵循以下原则遥
渊员冤 在地势平整尧方便采集的区域袁随机选取 猿 株
健康生长物且与其他植物间距较大的植物袁每株选择 猿
本试验参考国家标准叶郧月 辕 栽圆圆愿援 员 原 圆园员园 金属材料 拉伸试验 第 员 部分院室温试验方法曳 咱缘暂 进行试验设计袁
试验拉伸速率为袁猿 种根系拉伸标距为 员园园 皂皂遥
采用微机控制的电 子 万 能 试 验 机 进 行 单 根 根 系 拉
伸试验袁研究植物单 根 根系 的 拉 伸 强 度袁 该 试 验 机 最 大
猿 伊 猿 组根系样本袁按照材料力学试验方法袁利用万能试验机对样本根系进行了多批次的力学拉伸实验袁结
果过程表明院植物根系单根抗拉强度试验结果受多种因素的影响袁具有一定离散性曰秋枫单根根系的抗拉
强度最高袁芒果单根根系的抗拉强度次之袁大叶榕根系的抗拉强度最低遥
关键词院钟落潭大学园区曰植物根系曰拉伸试验曰抗拉强度
不符冤 袁如果测量数据和先前数据出入较 大袁以拉断后
的直径为准遥 这样能减少对根系单位面积抗拉强度的
高估遥 抗拉强度等于断裂时根系所受的最大抗拉力除
以根系的断裂直径袁计算公式为院
滓
越
源 云皂葬曾 仔 伊 阅圆
其中袁滓 为根段的抗拉强度渊酝孕葬冤 袁云皂葬曾为最大抗拉 力渊 晕冤 袁阅 为根段断裂处平均直径渊 皂皂冤 遥 试验中由于
根根系组成一组袁每种植物采集 猿 组遥
渊圆冤在采集根系过程中袁宜采用分层开挖法袁尽量避免
开挖工作对根系造成损伤袁选取根系中顺直少弯曲尧少结点
且整体直径变化不大的鲜活根袁分别用枝剪剪成 圆园园 皂皂
长作为一段袁放入保鲜袋中密封好袁贴上树种及采集日期的
标签袁带入实验室后袁及时放进冰箱保鲜遥
猿援 猿摇 拉伸试验
猿摇 研究方法
猿援 员摇 抗拉强度计算方法
实验时候选取表皮完 好无损尧直 径变 化不大 的根
系袁在根系上作 猿 个标记袁分为 源 个部分袁用游标卡尺依
次测量 猿 个点处直径袁然后取其平均值作为该根直径纪
录遥 根系断裂后再测量距断 裂点 员 糟皂 左 右处 的直 径
渊 根系在断点处一般 有 明显 颈 缩袁直 径 数 值变 小 与 原 值
Copyright©博看网 . All Rights Reserved. 缘猿
吕建根袁等院钟落潭大学园区 猿 种林木根系拉伸力学特性摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 植物与植被
园郾 缘豫 袁全过程自动换挡袁测量速度范围为 园 耀 员园园园 皂皂 辕 皂蚤灶 袁可任意调节速度袁 试 验 速 度 可 自 动 切 换袁 采 用 气 动 夹持式拉伸夹具遥 将 员园园 皂皂 设定为试验机标距袁根系 样本两端各留 员园 皂皂 长度袁以方便伸入试验机夹具两 端拧紧固定袁启动试验机按照设定的速度匀速拉伸直至 树根完全拉断为止袁 整 个 拉 伸 过 程 中袁 试 验 微 机 系 统 通 过传感器自动采集 数据袁 记 录 拉 伸 实 验 的 全 过 程袁 绘 出 荷载 原 位移曲线尧应力 原 应变曲线等袁记录最大抗拉力遥 在实验过程中袁如出现实验根系在夹具两端断裂或滑出 夹具的情形袁则该实 验 过 程 即 认 为 失 败袁 不 记 录 实 验 数 据袁只有当实验根系 在 中 间 断 裂 时袁 才 可 认 为 实 验 数 据 有效遥 为了提高试验的成功率袁采用在夹具两端黏贴胶 皮尧缠绕和添加柔性物质等方法以增大根系与夹具间的 摩擦遥
研究区钟落潭大学 园 区 位 于 广 州 市 白 云 区 东 北 部 钟落潭镇内袁与从化 市尧花都区接壤袁白云区 帽峰山 山 麓袁东至九佛工业区边界袁西临京珠高速路袁南抵水利局 人工水 库 选 址 淹 没 区袁 北 靠 新 广 从 快 速 路袁 面 积 为 圆园郾 怨愿 噪皂圆 袁可容纳师生 员园 万人袁目前已有 员园 余所高校 进入钟落潭大学园区遥
圆园员缘 年 怨 月摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 允燥怎则灶葬造 燥枣 郧则藻藻灶 杂糟蚤藻灶糟藻 葬灶凿 栽藻糟澡灶燥造燥早赠摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 第 怨 期
吕建根袁刘宜和袁杨墅杭
渊 仲恺农业工程学院 城市建设学院袁广东 广州 缘员园圆圆缘冤
摘要院研究了广州市钟落潭镇大学园区 猿 种植物根系拉伸力学特性遥 选取了试验区 猿 种典型植物根系袁共
试验 力 为 圆噪晕袁 精 度 等 级 园郾 缘 级袁 试 验 示 值 误 差 依
收稿日期院圆园员缘鄄园远鄄圆猿 基金项目院广东省普通高校特色创新项目渊 自然科学冤 袁广东省大学生创新训练项目资助 作者 简介院吕 建根渊 员怨苑苑 要 冤 袁男袁江西崇仁人袁博士袁副教授袁主要从事应 用力学研究工作 遥
钟落潭大学园区属于亚热带海洋性季风型气候袁夏 季漫长无酷热袁冬季温暖袁春秋两季短暂而不明显遥 全 年平均气温 圆圆援 缘毅悦袁年温差 员缘 耀 员苑毅悦袁雨量充沛袁年平 均降水量 员 缘员苑 皂皂袁年平均相对湿度 苑苑豫 袁温暖湿润遥 地形以 圆缘毅坡以下丘陵山地为主袁地势自东南向西北倾 斜袁东南部为丘陵台地袁西北部为流溪河冲积平原遥 山 丘表层为砖红壤性 红土袁 基 岩 以 花 岗 岩 居 多袁 工 程 地 质 条件较好遥 地表有一些小的河沟袁地下水储量较丰富遥
中图分类号院杂苑员愿援 源摇 摇 摇 摇 摇 摇 文献标识码院粤摇
文章编号院员远苑源鄄怨怨源源渊Байду номын сангаас园员缘冤园怨鄄园园缘猿鄄园圆
员摇 引言
木本植物通过根系 锚 固 土 的 方 式 可 以 提 高 土 体 的 抗剪能力袁从而有效阻止浅层土体滑坡遥 当植物侧根沿 边坡大量分布在滑坡面时袁根系的抗拉强度能够有效阻 止大面积的土体滑坡袁如泥石流尧崩塌等咱员暂 遥 宰葬造凿则燥灶咱圆暂 用一个简单的力学模 型 研 究 了根 系 对 土 壤 力 学 性 能 的 的影响袁结果表明院植 物 根 系主 要 是 通 过 增 加 黏 聚 力 来 提高土壤的抗滑坡能力袁根的平均抗拉强度和根系面积 比是影响土壤黏聚力的两个主要因素遥 因此袁植物根系 单根抗拉强度的研究可为提高边坡稳定性尧改善根系固 土能力提供重要指导遥 检索现有文献表明院国内研究人 员对北方植物根系拉升性能研究较多咱猿 耀源暂 袁而对南方植 物根系拉伸性能的研究鲜见报道遥 本文针对广州市钟 落潭大学园区内山体 边 坡 上 的植 物 开 展 根 系 拉 伸 特 性 研究袁对提高园区内 边 坡 的 稳 定 性尧 维 护 校 园 安 全 具 有 重要的指导意义遥
根系滑脱或者是夹头处断裂的不算成功袁试验中的数据
均取自根段在中间部位断裂的根系遥
猿援 圆摇 根系样本采集
为了提高试验的 成 功 率 和 准 确 率袁 选 择尧 采 集 植 物
根系样本时袁遵循以下原则遥
渊员冤 在地势平整尧方便采集的区域袁随机选取 猿 株
健康生长物且与其他植物间距较大的植物袁每株选择 猿
本试验参考国家标准叶郧月 辕 栽圆圆愿援 员 原 圆园员园 金属材料 拉伸试验 第 员 部分院室温试验方法曳 咱缘暂 进行试验设计袁
试验拉伸速率为袁猿 种根系拉伸标距为 员园园 皂皂遥
采用微机控制的电 子 万 能 试 验 机 进 行 单 根 根 系 拉
伸试验袁研究植物单 根 根系 的 拉 伸 强 度袁 该 试 验 机 最 大
猿 伊 猿 组根系样本袁按照材料力学试验方法袁利用万能试验机对样本根系进行了多批次的力学拉伸实验袁结
果过程表明院植物根系单根抗拉强度试验结果受多种因素的影响袁具有一定离散性曰秋枫单根根系的抗拉
强度最高袁芒果单根根系的抗拉强度次之袁大叶榕根系的抗拉强度最低遥
关键词院钟落潭大学园区曰植物根系曰拉伸试验曰抗拉强度
不符冤 袁如果测量数据和先前数据出入较 大袁以拉断后
的直径为准遥 这样能减少对根系单位面积抗拉强度的
高估遥 抗拉强度等于断裂时根系所受的最大抗拉力除
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其中袁滓 为根段的抗拉强度渊酝孕葬冤 袁云皂葬曾为最大抗拉 力渊 晕冤 袁阅 为根段断裂处平均直径渊 皂皂冤 遥 试验中由于
根根系组成一组袁每种植物采集 猿 组遥
渊圆冤在采集根系过程中袁宜采用分层开挖法袁尽量避免
开挖工作对根系造成损伤袁选取根系中顺直少弯曲尧少结点
且整体直径变化不大的鲜活根袁分别用枝剪剪成 圆园园 皂皂
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猿援 猿摇 拉伸试验
猿摇 研究方法
猿援 员摇 抗拉强度计算方法
实验时候选取表皮完 好无损尧直 径变 化不大 的根
系袁在根系上作 猿 个标记袁分为 源 个部分袁用游标卡尺依
次测量 猿 个点处直径袁然后取其平均值作为该根直径纪
录遥 根系断裂后再测量距断 裂点 员 糟皂 左 右处 的直 径
渊 根系在断点处一般 有 明显 颈 缩袁直 径 数 值变 小 与 原 值
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吕建根袁等院钟落潭大学园区 猿 种林木根系拉伸力学特性摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 植物与植被
园郾 缘豫 袁全过程自动换挡袁测量速度范围为 园 耀 员园园园 皂皂 辕 皂蚤灶 袁可任意调节速度袁 试 验 速 度 可 自 动 切 换袁 采 用 气 动 夹持式拉伸夹具遥 将 员园园 皂皂 设定为试验机标距袁根系 样本两端各留 员园 皂皂 长度袁以方便伸入试验机夹具两 端拧紧固定袁启动试验机按照设定的速度匀速拉伸直至 树根完全拉断为止袁 整 个 拉 伸 过 程 中袁 试 验 微 机 系 统 通 过传感器自动采集 数据袁 记 录 拉 伸 实 验 的 全 过 程袁 绘 出 荷载 原 位移曲线尧应力 原 应变曲线等袁记录最大抗拉力遥 在实验过程中袁如出现实验根系在夹具两端断裂或滑出 夹具的情形袁则该实 验 过 程 即 认 为 失 败袁 不 记 录 实 验 数 据袁只有当实验根系 在 中 间 断 裂 时袁 才 可 认 为 实 验 数 据 有效遥 为了提高试验的成功率袁采用在夹具两端黏贴胶 皮尧缠绕和添加柔性物质等方法以增大根系与夹具间的 摩擦遥