泥石流活动区典型乔灌植物根系组合固土效应研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 方迎潮
|
| 答辩日期 | 2018 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王道杰 |
| 关键词 | 泥石流 组合根系 固土 抗剪强度 |
| 学位专业 | 建筑与土木工程 |
| 其他题名 | Study on combined solid soil effect of typical tree and shrub in debris flow area |
| 英文摘要 | 泥石流活动区水土流失严重，灾害频繁，植被的恢复能够有效固土护坡，抑制泥石流灾害的发生。本文以西南山区典型暴雨泥石流沟-云南东川蒋家沟作为研究地，选取具有代表性的乔灌植物新银合欢、马桑，进行乔灌组合固土效应研究，为泥石流活动区减少水土流失进而减弱山地灾害的发生提供一定的理论依据。本文通过对云南东川蒋家沟流域内新银合欢、马桑植被调查，根系挖掘，研究流域内两种典型植物的分布情况，根系的形态及空间分布范围，采用根的抗拉试验确定新银合欢、马桑根二者的抗拉强度指标，最后通过三轴试验和直剪试验，分析乔灌植物不同组合根系土体抗剪强度及相应的指标。（1）调查结果显示，新银合欢主要分布在蒋家沟流域的大凹子沟下游、中国科学院东川泥石流观测站附近、老蒋家沟及下游排导槽两侧，其中蒋家沟观测站附近以成龄林为主，而其他则为幼龄林；马桑分布范围广但较稀疏，从门前沟和多照沟上游各支沟至泥石流观测站皆有分布，但主要集中分布于阳坡一侧。（2）根系挖掘发现，新银合欢属于垂直型根系，主根深且直，侧向分布范围小，有利于深层锚固，马桑为横走型根系，水平根和斜出根发达，根系垂向分布较浅，但侧向分布很广，有利于浅层的加筋，两者的组合能够更好的发挥根系固土的作用。不管是新银合欢还是马桑，细根在空间上的分布较为广泛，粗根则比较集中。（3）植物根的抗拉试验结果表明，新银合欢和马桑根的抗拉力与直径呈幂函数的关系，分别为y=10.44x1.744（R2=0.69）、y=10.2x1.575（R2=0.72）；根的应力应变曲线表明，新银合欢根的断裂方式为塑性断裂，马桑根的断裂方式为脆性断裂。（4）直径1mm、2mm水平组合根能够有效增强土体抗剪强度，垂直组合根在围压50kPa、100kPa下能有效增强土体抗剪强度，200kPa时2mm垂直组合根降低土体抗剪强度。（5）主应力差增幅随水平组合根层数、根数的增加而增大，直径1mm组合根与直径2mm组合根在6根时趋于一致，说明水平组合根数对土体强度的影响存在一个上限；围压50kPa、100kPa时2mm水平组合根更有利于土体抗剪强度的增强；围压200kPa时1mm水平组合根对土体抗剪强度的增强较明显。（6）直径1mm、2mm水平组合根增加土体的粘聚力，而对土体内摩擦角影响很小；1mm、2mm垂直组合根既能影响粘聚力也能影响内摩擦角，但对粘聚力的影响要大于对内摩擦角的影响。（7）直径3mm、5mm组合根的存在也能有效的增强土体的抗剪强度值，其中直径5mm组合根的效果强于直径3mm组合根系，且最佳根土面积比受直径和垂直压力的共同影响。（8）直径3mm、5mm组合根既影响粘聚力也影响内摩擦角，3mm与5mm组合根粘聚力与根系数量的拟合函数分别为y=-0.65x2+4.24x+20.58（R2=0.95）、y=-0.81x2+5.1x+20.59（R2=0.96）；内摩擦角与根系数量拟合函数分别为y=0.16x2-0.64x+29.53（R2=0.87）、y=0.16x2-0.56x+29.49（R2=0.86）。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 106 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/24783]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地灾害与地表过程重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 方迎潮. 泥石流活动区典型乔灌植物根系组合固土效应研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2018. |
入库方式： OAI收割
来源：成都山地灾害与环境研究所
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