护坡植物根系与岩体相互作用的力学特性

第25卷 第10期

岩石力学与工程学报 Vol.25 No.10

2006年10月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct.，2006

护坡植物根系与岩体相互作用的力学特性

，，

李绍才12，孙海龙12，杨志荣1，何 磊3，崔保山4

(1. 四川大学 生命科学学院，四川 成都 610064；2. 四川省励自生态技术有限公司，四川 成都 610031；

3. 四川大学 建筑与环境学院，四川 成都 610064；4. 北京师范大学 环境学院，北京 100875)

摘要：通过野外原位拉拔试验，选取灌木铁仔、黄荆、羊蹄甲和禾本科金发草等4种植物，按着生点基岩风化程度不同，测定植株的抗拔力、单根的力学特性和生物指标，研究护坡植物根系与岩体相互作用的力学特性。试验结果表明：受根系构型、受力单根的极限抗拉力及作用根系数量的影响，其单根极限抗拉力随根径的增加而增大，之间有很好的幂函数关系；随植物类型不同，单根的拉力–伸长率关系不同，且极限伸长率随着根径的不同而变化，羊蹄甲与黄荆的拉力–伸长率为线性关系，遵从胡克定律，而灌木铁仔的拉力–伸长率为对数函数关系，羊蹄甲与黄荆根系的极限伸长率表现为随根径增大而降低，铁仔根系的极限伸长率与根径的关系表现出单峰形曲线；在地茎或株高相近的情况下，灌木的抗拔力随基岩风化程度的加剧而增大，在基岩风化程度相近的情况下，抗拔力随地茎、株高及地下生物量的增加而增大，之间具有很好的指数关系；草本植物金发草生物指标与抗拔力之间无明显的数学关系，与基岩间的力学作用不明显。探明根系力学作用特性随植被与基岩类型改变而改变的特征，可为岩石边坡植被护坡工程构造设计及植被类型选择提供必要的参考。

关键词：岩石力学；抗拔力；植被护坡工程；生物指标；力学特性；拉力–伸长率；风化程度

中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2006)10–2051–07

MECHANICAL CHARACTERISTICS OF INTERACTION BETWEEN ROOT SYSTEM OF PLANTS AND ROCK FOR ROCK SLOPE PROTECTION

LI Shaocai12，SUN Hailong12，YANG Zhirong1，HE Lei3，CUI Baoshan4

，

，

(1. School of Life Sciences，Sichuan University，Chengdu，Sichuan 610064，China； 2. Sichuan Lizi Bioenvironmental Engineering Co.，Ltd.，Chengdu，Sichuan 610031，China； 3. College of Architecture and Environment，Sichuan University，Chengdu，Sichuan 610064，China；

4. School of Environmental，Beijing Normal University，Beijing 100875，China)

Abstract：Four kinds of plants including Myrsine，Vitex negundo，Bauhinia，Pogonatherum paniceum，grew on according to different weathering degrees of bedrock，and were selected to measure pull-resistances，mechanical characteristics of single root and biological indexes by the in-situ pull-out experiment. The purpose is to study the mechanical characteristics of interaction between the root system of plants and rock for rock slope protection. The results indicate that the pull-resistance of shrub is impacted by configuration of the root system，maximum pull-resistance of single root and the amount of roots under stress. The maximum pull-resistance increases with root diameter increasing，and there is a good power function relationship between them. The relationship between pull force and tensile stretch of single root changes with different vegetation types. Furthermore，the maximum

收稿日期：2005–04–20；修回日期：2005–11–11

基金项目：国家重点基础研究发展规划(973)项目(2003CB415104)；国家“十五”科技攻关计划项目(2003BA901A30)

作者简介：李绍才(1965–)，男，1988年毕业于兰州铁道学院土木工程专业，现为博士研究生、高级工程师，主要从事岩石创面生态防护及抗逆植物资源方面的研究工作。E-mail：Lizist@vip.sina.com

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