为了评价根系固土的力学增强效应,采用三轴压缩试验研究了中国西北黄土高原上的刺槐(Robinia pseudoacacia)根系-黄土复合体。结果表明:根土复合体极限主应力差最多时候比素土提高了70%,复合体抵抗剪切破坏的能力比素土有明显提高;根系能显著增强土壤黏聚力,复合体黏聚力在含水量12.7%时比素土提高了38%~162%,在含水量12.7%时比素土提高了22%~50%,对土壤内摩擦角影响较小;在含垂直根、水平根和复合根的3种复合体中,根体积比高的复合根土复合体比根体积比低的水平根与垂直根土复合体具有更高的增强土壤抗剪强度的特性;土壤含水量的增加直接导致土壤内部黏聚力下降,对素土和根土复合体抗剪强度产生的是负面效果。
为了更好地研究黄土高原人工刺槐林根系的分布特征,完善细根生长模型。应用傅里叶级数拟合法研究了细根生长的波动性,修正细根垂直生长模型,建立了含波动项的细根生长模型。根据黄土高原人工刺槐林细根的调查数据,结果表明:含波动项的细根生长模型对数据的拟合精度达到0.9585,提高了垂直生长模型的精度,能够更好地反映细根随土层深度垂直变化的生长状况,对研究黄土高原人工刺槐林根系的生长及其与土壤水分的关系具有指导意义。
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