反复加-卸载对4种植物根系抗拉剪组合力学特性影响的研究
发布时间：2021-10-27 07:51
反复加-卸荷载作用是植物根系在抵抗频繁侵蚀营力扰动过程中常见的加载模式,也是植物可持续固土的重要研究基础,为探究小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）、北沙柳（Salix psammophila）、沙棘（Hippophae rhamnoides）、黑沙蒿（Artemisia ordosica）根系反复承受外力后材料力学特性的变化,以1～5mm径级范围内直根、含侧根分支处根系为研究对象,采用TY8000伺服式强力机,研究根系反复承受50次低于相应径级极限拉剪组合力后的材料力学特性。结果表明:4种植物根系承受低荷载（30%拟合极限力）、高荷载（70%拟合极限力）、交变荷载（低荷载与高荷载交变）反复加-卸载作用后的极限抗拉剪组合力与根径均呈幂函数正相关,极限抗拉剪组合强度与根径呈幂函数负相关,函数关系与单次荷载相似。反复受力前后4种植物根系极限抗拉剪组合力、极限抗拉剪组合强度的大小总体表现为小叶锦鸡儿>北沙柳>沙棘>黑沙蒿。反复加-卸载中不同加载条件对根系抗拉剪强度影响存在差异。加载速度为20mm/min时,4种植物直根承受高荷载、交变荷载反复加-卸载后的抗...
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２?ｔｙ８０００伺服式强力机及其配套夹具??
图３试验根径级测量??
侧根分支处极限抗拉剪组合力．？加载速度设定为２０ｍｍ／ｍｉｎ。试验根主根夹持在??夹具一段，另一端两条侧根自然分开，夹具夹持距侧根分支处２＿处两条侧根，夹??持点为Ｃ、Ｃ’，使侧根两端受拉，分支处呈剪切受力。试验根整体受拉剪组合力作??用。??直根?＆?ＪＢ?Ｃ??４?１．！？？？？，．？．伽?＾??°?侧根分支?ｄ???侧视图?俯视图??图４荷载施加及位移置测示意图??（２）反复加－卸载后根系的极限抗拉剪组合力??试验根夹持方法与单次荷载试验相同，依据加载的不同荷载强度、加载模式、加??载速度，分别对试验根进行共５０次加－卸荷载作用，在第５１次时以２０ｍｍ／ｍｉｎ匀速??加载至试验根破坏，记录断裂时的极限抗拉剪组合力，分析不同反复加－卸载条件后??根系的极限抗拉剪组合力及其差异。其中，夹持根系为人工手工固定，夹具的松紧程??度会对所夹持根系造成一定损伤，难以控制，反复加载将增加根系在夹口处的受损程??度，影响实验结果，因此实验根如在夹具夹口处断裂则视为夹具破坏，实验失败，所??得数据舍去。含侧根分支根系结构较为复杂，不同结构侧根分支对试验成功率及试验??结果影响显著，因此本试验仅研宄加载模式和加载速度对直根极限力的影响。??荷载梯度：在加载速度２０ｍｍ／ｍｉｎ下，设置２个荷载强度，分为低荷载（拟合极??限力的３０％）、高荷载（拟合极限力的７０％）两组，即分别对试验根匀速施力至相??当于单次加载拟合极限力的３０％、７０％。??交变荷载：在加载速度２０ｍｍ／ｍｉｎ下，先对直根施加３０％拟合极限力，卸载后再??对直根施加７０％拟合极限力，形成３０％－７０°／〇两种荷载梯度交替进行的加载模式。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多花木蓝根截面微观结构对其抗拉特性的影响[J]. 张乔艳,唐丽霞,廖华刚,潘露,陈龙,黄同丽. 植物生态学报. 2019(08)
[2]太行山区林木根系单根固土生物力学及疲劳特性研究[J]. 穆枫,程子敏,李玉灵,徐学华,李晓刚. 西北林学院学报. 2019(02)
[3]沙障对流沙地植被和土壤养分的影响[J]. 王逸敏,刘康,屈建军. 中国沙漠. 2019(03)
[4]黄土丘陵沟壑区抵抗土壤侵蚀的植物群落结构特征[J]. 寇萌,焦菊英. 水土保持研究. 2018(06)
[5]不同损伤条件下沙柳直根力学特性的自修复差异[J]. 王博,刘静,李有芳,张欣,李强,刘嘉伟. 生态学杂志. 2018(12)
[6]折力损伤自修复对干旱矿区小叶锦鸡儿根系固土的影响[J]. 王博,刘静,王晨嘉,张欣,李强,刘嘉伟,张强. 干旱区研究. 2018(06)
[7]直剪条件下根土复合体抗剪强度研究[J]. 蒋超,顾伟伟,丁周舟,杨辉,梅岭. 价值工程. 2018(25)
[8]人工梭梭（Haloxylon ammodendron）林固沙过程中植被与土壤耦合关系[J]. 罗青红,宁虎森,陈启民. 中国沙漠. 2018(04)
[9]半干旱矿区3种灌木侧根分支处折力损伤后的自修复特性[J]. 王博,刘静,王晨嘉,张欣,刘嘉伟,李强,张强. 应用生态学报. 2018(11)
[10]陕北林草混交根土复合体抗剪强度研究[J]. 王月,杜峰,周敏,张馨月,张贇贇. 水土保持研究. 2018(02)
博士论文
[1]黄土高原水蚀风蚀交错区沙柳根系抗侵蚀机理研究[D]. 张正.西北农林科技大学 2018
[2]青海共和盆地典型固沙植物根系特征及功能研究[D]. 何凌仙子.中国林业科学研究院 2018
[3]黄土丘陵区植物根系强化土壤抗冲性机理及固土效应[D]. 李强.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2014
[4]林木根系固土力学特性研究[D]. 盖小刚.北京林业大学 2013
[5]中国北方沙尘暴灾害形成机理与荒漠化防治研究[D]. 张钛仁.兰州大学 2008
[6]基于遥感和GIS的中国土壤风力侵蚀研究[D]. 张国平.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2002
硕士论文
[1]4种植物侧根分支处抗折力学特性的研究[D]. 刘鹏飞.内蒙古农业大学 2016
[2]四种乔木根系抗拉特性的影响因素研究[D]. 李宁.北京林业大学 2016
[3]4种植物直根抗折力学特性的研究[D]. 郑永刚.内蒙古农业大学 2015
[4]植物枝叶与根系固土抗蚀差异性研究[D]. 刘福全.内蒙古农业大学 2015
[5]4种植物直段根和侧根分支处抗弯力学特性的研究[D]. 刘玥.内蒙古农业大学 2015
[6]5种植物侧根分支处抗拉力学特性的研究[D]. 刘晓敏.内蒙古农业大学 2013
[7]根系抗风蚀性的风洞模拟研究[D]. 曹晓仪.陕西师范大学 2013
[8]用结构力学求解器模拟植物地茎受力向根系传递的力学特性[D]. 郭丰英.内蒙古农业大学 2012
[9]4种植物单根抗拉力学特性的研究[D]. 苑淑娟.内蒙古农业大学 2010
[10]四种植物根系提高土体抗剪强度有效性研究[D]. 姚喜军.内蒙古农业大学 2009
本文编号：3461179
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２?ｔｙ８０００伺服式强力机及其配套夹具??
图３试验根径级测量??
侧根分支处极限抗拉剪组合力．？加载速度设定为２０ｍｍ／ｍｉｎ。试验根主根夹持在??夹具一段，另一端两条侧根自然分开，夹具夹持距侧根分支处２＿处两条侧根，夹??持点为Ｃ、Ｃ’，使侧根两端受拉，分支处呈剪切受力。试验根整体受拉剪组合力作??用。??直根?＆?ＪＢ?Ｃ??４?１．！？？？？，．？．伽?＾??°?侧根分支?ｄ???侧视图?俯视图??图４荷载施加及位移置测示意图??（２）反复加－卸载后根系的极限抗拉剪组合力??试验根夹持方法与单次荷载试验相同，依据加载的不同荷载强度、加载模式、加??载速度，分别对试验根进行共５０次加－卸荷载作用，在第５１次时以２０ｍｍ／ｍｉｎ匀速??加载至试验根破坏，记录断裂时的极限抗拉剪组合力，分析不同反复加－卸载条件后??根系的极限抗拉剪组合力及其差异。其中，夹持根系为人工手工固定，夹具的松紧程??度会对所夹持根系造成一定损伤，难以控制，反复加载将增加根系在夹口处的受损程??度，影响实验结果，因此实验根如在夹具夹口处断裂则视为夹具破坏，实验失败，所??得数据舍去。含侧根分支根系结构较为复杂，不同结构侧根分支对试验成功率及试验??结果影响显著，因此本试验仅研宄加载模式和加载速度对直根极限力的影响。??荷载梯度：在加载速度２０ｍｍ／ｍｉｎ下，设置２个荷载强度，分为低荷载（拟合极??限力的３０％）、高荷载（拟合极限力的７０％）两组，即分别对试验根匀速施力至相??当于单次加载拟合极限力的３０％、７０％。??交变荷载：在加载速度２０ｍｍ／ｍｉｎ下，先对直根施加３０％拟合极限力，卸载后再??对直根施加７０％拟合极限力，形成３０％－７０°／〇两种荷载梯度交替进行的加载模式。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多花木蓝根截面微观结构对其抗拉特性的影响[J]. 张乔艳,唐丽霞,廖华刚,潘露,陈龙,黄同丽. 植物生态学报. 2019(08)
[2]太行山区林木根系单根固土生物力学及疲劳特性研究[J]. 穆枫,程子敏,李玉灵,徐学华,李晓刚. 西北林学院学报. 2019(02)
[3]沙障对流沙地植被和土壤养分的影响[J]. 王逸敏,刘康,屈建军. 中国沙漠. 2019(03)
[4]黄土丘陵沟壑区抵抗土壤侵蚀的植物群落结构特征[J]. 寇萌,焦菊英. 水土保持研究. 2018(06)
[5]不同损伤条件下沙柳直根力学特性的自修复差异[J]. 王博,刘静,李有芳,张欣,李强,刘嘉伟. 生态学杂志. 2018(12)
[6]折力损伤自修复对干旱矿区小叶锦鸡儿根系固土的影响[J]. 王博,刘静,王晨嘉,张欣,李强,刘嘉伟,张强. 干旱区研究. 2018(06)
[7]直剪条件下根土复合体抗剪强度研究[J]. 蒋超,顾伟伟,丁周舟,杨辉,梅岭. 价值工程. 2018(25)
[8]人工梭梭（Haloxylon ammodendron）林固沙过程中植被与土壤耦合关系[J]. 罗青红,宁虎森,陈启民. 中国沙漠. 2018(04)
[9]半干旱矿区3种灌木侧根分支处折力损伤后的自修复特性[J]. 王博,刘静,王晨嘉,张欣,刘嘉伟,李强,张强. 应用生态学报. 2018(11)
[10]陕北林草混交根土复合体抗剪强度研究[J]. 王月,杜峰,周敏,张馨月,张贇贇. 水土保持研究. 2018(02)
博士论文
[1]黄土高原水蚀风蚀交错区沙柳根系抗侵蚀机理研究[D]. 张正.西北农林科技大学 2018
[2]青海共和盆地典型固沙植物根系特征及功能研究[D]. 何凌仙子.中国林业科学研究院 2018
[3]黄土丘陵区植物根系强化土壤抗冲性机理及固土效应[D]. 李强.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2014
[4]林木根系固土力学特性研究[D]. 盖小刚.北京林业大学 2013
[5]中国北方沙尘暴灾害形成机理与荒漠化防治研究[D]. 张钛仁.兰州大学 2008
[6]基于遥感和GIS的中国土壤风力侵蚀研究[D]. 张国平.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2002
硕士论文
[1]4种植物侧根分支处抗折力学特性的研究[D]. 刘鹏飞.内蒙古农业大学 2016
[2]四种乔木根系抗拉特性的影响因素研究[D]. 李宁.北京林业大学 2016
[3]4种植物直根抗折力学特性的研究[D]. 郑永刚.内蒙古农业大学 2015
[4]植物枝叶与根系固土抗蚀差异性研究[D]. 刘福全.内蒙古农业大学 2015
[5]4种植物直段根和侧根分支处抗弯力学特性的研究[D]. 刘玥.内蒙古农业大学 2015
[6]5种植物侧根分支处抗拉力学特性的研究[D]. 刘晓敏.内蒙古农业大学 2013
[7]根系抗风蚀性的风洞模拟研究[D]. 曹晓仪.陕西师范大学 2013
[8]用结构力学求解器模拟植物地茎受力向根系传递的力学特性[D]. 郭丰英.内蒙古农业大学 2012
[9]4种植物单根抗拉力学特性的研究[D]. 苑淑娟.内蒙古农业大学 2010
[10]四种植物根系提高土体抗剪强度有效性研究[D]. 姚喜军.内蒙古农业大学 2009
本文编号：3461179
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3461179.html
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