為探究植物根系對崩崗紅土層土壤抗剪強度的作用機制,采取室內(nèi)直剪試驗,研究不同含水率條件下芒萁(Dicranopteris dichotoma)根系對紅土層抗剪強度的影響。結(jié)果表明:(1)不同根重密度土體的抗剪強度總體隨含水率增加而下降,含根土體的抗剪強度大于素土。(2)黏聚力隨著含水率的增加均呈先增大后減小的趨勢,而隨根重密度的增加呈增大的趨勢,且增量逐漸減小。(3)內(nèi)摩擦角與土壤含水率之間呈線性負相關,但與根重密度之間無明顯關系。(4)含水率對抗剪強度的影響大于根重密度,可用含水率和根重密度模擬根土復合體的抗剪強度(NSE=0.84)。綜上,根系的作用可增加崩壁紅土層土壤的抗剪強度,但高含水率條件下根系的增強效應降低,可通過減少水分注入以增加崩壁根土復合體的穩(wěn)定性。

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圖3各含水率土壤內(nèi)摩擦角與根重密度關系

表3各含水率土壤黏聚力與根重密度擬合方程土壤含水率/%擬合方程R2黏聚力總增幅/%15c=-5.51RWD2+12.78RWD+39.480.89*20.4320c=5.14RWD+54.810.96**17.8625c=6.93RWD+54.58....

圖4紅土層土壤抗剪強度擬合方程模擬值與實測值對比

式(8)表明,方程決定系數(shù)R2為0.87,NSE指數(shù)為0.84(>0.70),抗剪強度模擬值與實測值的比值接近1∶1線(圖4),說明以該方程模擬紅土層土壤抗剪強度與含水率和根重密度之間關系效果較好。3結(jié)論

圖2各含水率土壤黏聚力與根重密度關系

對各含水率下黏聚力與根重密度進行回歸分析(表3)表明,15%和30%含水率下根土復合體黏聚力隨根重密度的增加均呈二項式函數(shù)關系,這與王元戰(zhàn)等[12]對重塑加筋土的研究結(jié)果相同;但20%和25%含水率下,黏聚力隨根重密度的增加呈線性函數(shù)增加的關系。這可能是由于15%和30%含水率時....

圖1紅土層根土復合體抗剪強度與根重密度關系

由圖1可知,在25,50kPa的低圍壓下,根土復合體抗剪強度隨含水率升高,表現(xiàn)為先上升后下降趨勢。隨圍壓增大(75,100kPa),低含水率根土復合體抗剪強度增幅明顯大于高含水率時,故在高圍壓下根土復合體抗剪強度隨含水率升高單調(diào)遞降,而30%含水率時抗剪強度急劇降低,這是由于....

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