柴达木盆地4种盐生植物根系力学特性及根-土复合体抗剪强度研究

作者：许桐; 刘昌义; 胡夏嵩^*; 周林虎; 申紫雁; 余冬梅

来源：水土保持研究, 2021, 28(03): 101-110.

DOI：10.13869/j.cnki.rswc.20210104.001

• 柴达木盆地
• 盐生植物
• 单根抗拉力
• 单根抗剪力
• 根系力学强度
• 根—土复合体

以柴达木盆地柯柯盐湖地区作为研究区,选取芦苇(Phragmites australias Trin.)、盐爪爪(Kalidium foliatum Moq.)、无脉苔草(Carex enervis C.A.Mey.)、盐地风毛菊(Saussurea salsa Spreng.)4种优势盐生植物作为供试种,开展室内单根拉伸、剪切试验,及根—土复合体试样直接剪切试验。结果表明:4种盐生植物平均单根抗拉力由大至小依次为盐地风毛菊(20.511 N)、芦苇(2.227 N)、盐爪爪(1.944 N)、无脉苔草(0.642 N);平均单根抗剪力由大至小依次为盐地风毛菊(25.243 N)、芦苇(12.035 N)、盐爪爪(9.073 N)、无脉苔草(3.484 N),4种盐生植物其单根抗拉力、抗剪力与根径之间均符合指数函数关系;平均单根抗拉强度由大至小依次为芦苇(281.208 MPa)、无脉苔草(114.798 MPa)、盐爪爪(33.159 MPa)、盐地风毛菊(14.824 MPa);平均单根抗剪强度由大至小依次为无脉苔草(157.428 MPa)、芦苇(110.836 MPa)、盐爪爪(26.657 MPa)、盐地风毛菊(9.105 MPa),单根抗拉强度、抗剪强度与根径之间均呈幂函数关系。进一步研究表明,随着试验区地表以下取样深度的增加,4种盐生植物根—土复合体黏聚力c值呈逐渐减小的变化趋势,芦苇、盐爪爪、无脉苔草、盐地风毛菊分别降低了60.3%,60.1%,10.2%,28.3%;在50 kPa, 100 kPa, 200 kPa, 300 kPa垂直压力下,4种植物根—土复合体抗剪强度均显著大于素土,表现在地表以下0—20 cm深度处根—土复合体黏聚力c值增加幅度为9.9%～213.0%。该项研究结果对于通过盐生植物来防治盐渍土地区地质灾害现象的发生,具有一定的研究价值和实际指导意义。

• 单位
  中国科学院青海盐湖研究所; 青海大学