沙柳直根抗拉特性對循環荷載的響應

胡晶華， 劉 靜， 白潞翼， 張 欣， 蘭鵬波， 袁亞楠

（1.內蒙古農業大學沙漠治理學院，內蒙古呼和浩特 010019；2.水利部牧區水利科學研究所，內蒙古呼和浩特 010020）

由于氣候及地質因素，內蒙古中西部地區生態環境十分脆弱，極易發生嚴重的風蝕和水蝕，加之頻繁開采煤炭資源，導致地表塌陷、土地退化、植被稀少，使水土流失加劇［1］。植物措施在生態治理和侵蝕防控中被認為是最有效、最根本的手段，根系在土體中縱橫交錯，是植物與土壤直接進行物質交換的重要器官，強大的根系網絡不僅可以穩定植物生長，還對土體起到固結和支撐的作用，有效抵御侵蝕和防止水土流失［2］，國內外大量研究結果已經證實根系固土力學機理主要體現在植物單根抗拉力學特性［3-6］、變形特征［7-9］等材料力學特性以及根系改善土壤環境的土工特性［10-12］等方面，但這些研究著眼于根系在單次荷載作用產生瞬時破壞時所發揮的極限力學特性。而在干旱、半干旱地區，除對根系形成瞬時破壞外，更多的是植物遭受大風反復擺動等多種反復荷載，通過地上莖葉為媒介傳至地下根系，使根系承受反復的加載-卸載作用。目前，國內外對循環荷載后疲勞性能的研究主要集中于工程材料［13］，具有生命特征的根系承受循環荷載后材料力學性能的研究較少，呂春娟［14］、穆楓［15］等研究軸向循環荷載對油松（Pinus tabulaeformis）、側柏（Platycladus orientalis）喬木根系抗拉力學特性的影響，以及李瑞燊等［16］對小葉錦雞兒（Caragana microphylla）直根反復施加徑向循環荷載后其抗拉剪組合力學特性進行了探討。……