西宁盆地黄土区边坡土体含水量对植物根-土复合体抗剪强度影响的试验研究

• 作者: 李姜瑶 余冬梅 张西营 胡夏嵩 刘亚斌 周林虎 李丹
• 来源期刊: 工程地质学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 西宁盆地 寒旱环境 土体含水量 根-土复合体 抗剪强度
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 岩土力学
• 页码范围: 281-292
• 页数: 12页
• 分类号: P642.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2020-006

摘要

为进一步研究植物根系的固土护坡力学效应,探讨边坡土体含水量对植物根系增强土体抗剪强度的影响,以西宁盆地长岭沟流域作为研究区,选取两种优势灌木植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、白刺(Nitraria sphaerocarpa Maxim.)和两种优势草本植物芨芨草(Achnatherum splendens(Trin.)Nevski)、细茎冰草(Agropyron trachycaulum Linn.Gaertn.)作为供试种,设置土体含水量分别为6％、10％、14％、18％、22％5种不同梯度条件,制备根-土复合体和不含根系素土扰动试样,并在室内分别进行直剪试验,分析5种含水量条件下根-土复合体抗剪强度指标的变化规律.试验结果表明:4种草本和灌木植物根系具有显著提高边坡土体抗剪切变形的能力,随着含水量梯度的增加,素土与根-土复合体抗剪切变形能力减弱;当土体含水量相同时,与不含根系素土试样相比,根-土复合体的黏聚力普遍大于素土,而其内摩擦角变化相对较小,其中根-土复合体黏聚力的增长量为1.94～12.17 kPa,增长幅度为34.50％～360.69％;素土与根-土复合体的黏聚力随土体含水量的增加呈二次多项式函数关系递减,且其内摩擦角亦随着含水量增加而降低,当土体含水量由6％增加至22％时,黏聚力降低幅度为28.50％～61.78％,内摩擦角降幅为38.73％.本项研究成果对于进一步探讨高寒干旱环境草本和灌木根-土复合体抗剪强度的影响因素,以及利用乡土优势植物开展植被护坡具有重要理论研究价值和实际指导意义.