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青藏高原东北部黄土区灌木柠条锦鸡儿单根抗拉力学特性研究

Research on Tensile Resistance Characteristics of Single Root of Caragana korshinskii Kom.in Loess Region of Northeastern Qinghai-Tibet Plateau

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[目的]柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)是青藏高原东北部和黄土高原地区最为广泛的护坡和水土保持灌木之一,开展该种植物单根抗拉力学特性试验研究,为定量评价该种植物固土护坡效果提供理论依据.[方法]以根径为2.33～9.16 mm的中龄期柠条锦鸡儿根系为研究对象,通过单根拉伸试验对比分析了不同断裂模式和不同根径级别条件下,柠条锦鸡儿单根抗拉力学特性的差异性及其与根径之间的关系,并进一步探讨了单根断裂破坏模式及其应力—应变特征.[结果]柠条锦鸡儿单根存在周皮断裂和整体断裂 2 种断裂模式,2 种断裂模式单根抗拉力和单根抗拉强度分别在(2,4],(4,6]和(6,8]mm以及(6,8]mm 根径级别条件下存在显著性差异;相同断裂模式不同根径级别之间,4 个单根抗拉力学特性指标差异程度各不相同.周皮断裂和整体断裂模式条件下,单根抗拉力随着根径的增大分别呈指数函数和幂函数增长趋势;单根抗拉强度、弹性模量和极限延伸率随着根径增大而降低.2 种断裂模式的产生取决于单根受拉伸作用时,周皮、中柱鞘薄壁组织和次生维管组织的应力状态;对应的单根应力—应变曲线表现为弹性变形、弹塑性变形、应变硬化及周皮(断裂)破坏 4 个阶段.[结论]在采用单根拉伸试验来获取木本植物根系单根抗拉力学特性指标时,有必要考虑根径和断裂模式对单根抗拉力学特性的影响.

northeastern Qinghai-Tibet PlateauCaragana korshinkii Kom.tensile test of single rootmechanical propertiesfailure modestress-strain characteristics

石川、梁燊、刘亚斌、朱海丽、李国荣、胡夏嵩、缪晓星、王延秀

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青海大学 地质工程系,西宁 810016

青藏高原北缘新生代资源环境重点实验室,西宁 810016

青海省水土保持中心,西宁 810016

青藏高原东北部 柠条锦鸡儿 单根拉伸试验 力学特性 断裂模式 应力—应变特征

国家自然科学基金国家自然科学基金青藏高原综合科学考察研究项目(第二次)

42002283420620192019QZKK0905

2023

10.13869/j.cnki.rswc.2023.05.042

水土保持研究
中国科学院水利部水土保持研究所

水土保持研究

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.194
ISSN：1005-3409
年,卷(期)：2023.30(5)
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