紫花苜蓿根系抗拉力学特性及其影响因素研究

为分析草本植物单根的抗拉力学特性及其影响因素,以紫花苜蓿为研究对象,选取不同根系直径、根系长度的紫花苜蓿根系在不同加载速率下开展室内单根拉伸试验,定量分析紫花苜蓿单根抗拉力学特性及其在不同影响因素下的变化规律。结果表明:加载速率对紫花苜蓿根系抗拉力和抗拉强度具有极显著影响(P<0.05),且在根系直径<3 mm时,加载速率为500 mm·min^(-1)时根系抗拉力和抗拉强度最大,而当根系直径相对较粗时,加载速率为100 mm·min^(-1)时根系抗拉力和抗拉强度最大;根系长度与紫花苜蓿根系抗拉力、抗拉强度之间没有显著差异(P>0.05);紫花苜蓿根系直径对根系抗拉力和抗拉强度具有显著影响(P<0.001),其与根系抗拉力呈幂函数正相关关系(R2=0.380,P<0.001),与抗拉强度呈幂函数负相关关系(R2=0.363,P<0.001);通过对紫花苜蓿根系抗拉力学特性的影响因素进行多元线性回归分析,根系直径是影响植物根系抗拉力学特性的最主要因素。

水稻秧苗抗拉力学特性及穴盘拔秧性能的力学试验研究

该文通过对水稻穴盘秧苗的抗拉力学特性和穴盘拔秧性能的试验研究 ,探讨水稻穴盘秧苗拔秧机理 ,为水稻穴盘秧苗拔秧机构的设计提供理论依据。试验结果表明 :水稻秧苗的抗拉断力随秧苗秧龄、秧苗高度的增加而增大 ,随秧苗夹秧位置的提高而下降 ;秧苗所需从育秧穴盘中拔出的拔秧力与秧苗秧龄无明显关系 ,但受秧苗钵体湿度的影响较大 ,随秧苗钵体湿度的增加而减小 ,在相对湿度为 40 %～ 60 %时 ,取得最小值 ;在正常条件下 ,单株或多株秧苗抗拉断力都远远大于从育秧穴盘拔取秧苗所需的拔秧力 。

层理灰岩抗拉力学参数各向异性及破裂特征分析

山体斜坡在自重荷载或卸荷作用下常表现为侧向受拉,拉裂缝的形成及展布方向与层面产出状态密切相关。为探讨层理倾角对岩体抗拉力学特性与宏-细观破裂特征的影响,以三叠系大冶组中厚层状灰岩为研究对象,对0,15°,30°,45°,60°,75°,90°共7种倾角层理灰岩岩样进行巴西劈裂试验,并结合高精度三维激光扫描技术,获得了岩样拉伸力学参数和破裂面线粗糙度、盒维数随层理倾角的变化规律。研究结果表明:随着层理倾角的增加,灰岩抗拉强度与拉伸模量逐渐降低;张拉裂缝呈现出基体拉裂-拉剪复合-弱面层理张拉的破裂变化趋势;且最终破坏形态可分为直线型、月牙形与弧形;破裂面线粗糙度与盒维数值随层理倾角增加而先增大、后减小、再增大,起伏粗糙度与破裂面张拉作用大小呈正相关、与破裂面剪切作用大小呈负相关关系。研究结果可为进一步完善层状岩体张拉破坏内部演化机制研究提供参考。

5种草本植物根系理化特性及其相关性

为理解草本植物根系的主要化学成分对根系力学特性影响,选取武汉地区5种常见的水土保持草本植物,开展了根系抗拉特性研究。根系直径范围选取0~1.5mm,按直径分成4个径级,并按根系分级测定了纤维素、木质素和半纤维素含量,计算了综纤维素含量和木纤比。结果表明,5种根系4个径级的抗拉力、抗拉强度均表现为香根草(Vetiveria zizanioides)>百喜草(Paspalum natatu)>狗牙根(Cynodon dactylon)>马尼拉草(Zoysia matrella)>狗尾草(Setaria viridis)。香根草和百喜草的根系具有较大的抗拉力学特性,与其它3种植物根系的抗拉力学特性差异显著(P<0.05)。随着直径增大,5种根系抗拉力均增大,而抗拉强度均减小,两者均表现为幂函数关系。5种植物不同径级根系纤维素含量范围为21.90%~34.57%,木质素含量为12.85%~19.42%,半纤维素含量为14.31%~20.22%,综纤维素含量为38.52%~51.83%,木纤比为0.37~0.90。根系抗拉力与纤维素、综纤维素含量显著负相关(P<0.05),与木纤比显著正相关(P<0.05);抗拉强度则均与纤维素、综纤维素含量显著正相关(P<0.05),与木质素含量、木纤比显著负相关(P<0.05)。纤维素、木质素、综纤维素含量和木纤比与5种草本植物根系的力学性质有较好的相关关系。研究结果表明,香根草和百喜草可作为武汉重要的固土护坡植物种类,为分析植物根系力学、化学性质和直径的相互作用关系提供理论依据。

夏季干旱时期根系固土主导力学因素分析与差异性评价

以3~4年生（4年生为主）5种内蒙古干旱、半干旱地区常见的水土保持植物[柠条（Caragana microphylla Lam.）、白沙蒿（Artemisia sphaerocephala Krasch.）、沙棘（Hippophae rhamnoides Linn.）、沙柳（Salix psammophila C.Wang et Ch.Y.Yang.）和沙地柏（Sabina valgaris Ant.）]为研究对象,利用SAS 9.0软件对夏季土壤干旱时期影响5种植物根系固土的10项指标进行主成分分析。结果表明：根系的抗拉力学特性是影响5种植物根系固土的主导因素,其次为根-土界面摩阻特性,最后为根-土复合体抗剪特性;在此基础上,运用层次分析法对5种植物根系固土差异性进行评价,为了减少主观因素所带来的误差,将主成分分析所得3个力学特性的方差贡献率作为权重,5种植物根系固土指数分别为：柠条（0.954）〉沙地柏（0.084）〉沙柳（0.041）〉白沙蒿（-0.315）〉沙棘（-0.764）。