沙柳直根抗拉特性对循环荷载的响应OA北大核心CSTPCD

为揭示风力侵蚀区植物长期遭受大风使其根系反复受力后的固土性能,以神东矿区广泛分布的水土保持植物种沙柳(Salix psammophila)为研究对象,采用TY8000伺服式强力机对1～5 mm径级沙柳直根进行轴向循环荷载试验,探究直根抗拉特性对模拟大风拉拔产生的反复加载-卸载作用的响应.结果表明:(1)承受循环荷载后直根极限抗拉力与根径呈幂函数正相关,抗拉强度与根径呈幂函数负相关,与单次荷载下直根抗拉力、抗拉强度-根径关系相似.(2)承受循环荷载后各径级直根抗拉力、抗拉强度较单次荷载均有所增强且差异显著(P<0.05),1～2 mm、2.5～3.5 mm、4～5 mm直根抗拉力、抗拉强度分别增长了60％、60％,48％、50％,31％、32％.(3)直根力-位移曲线在循环过程中表现出明显的周期循环特征,随循环次数增加,滞回环间距逐渐闭合,由加载段-卸载段曲线组成的滞回环面积随之减小,抵抗塑性变形能力越来越差,最后趋之稳定.直根累计伸长率随循环次数的增加而增长,分为快速增长阶段和缓慢增长阶段.(4)承受单次荷载和循环荷载后,直根弹性应力、极限应力、弹性模量与根径呈负相关,累计弹性应变、极限应变与根径无关系;承受循环荷载后,直根弹性应力、极限应力、累计弹性应变明显增大,极限应变则表现为:单次荷载>循环荷载,弹性模量在不同荷载下无规律性.综上所述,沙柳根系在承受一定程度的营力低周循环荷载后,能够更加适应外界环境,增强对侵蚀营力的抵抗能力,更有利于植物根系发挥固土效能.