坡度对岩石边坡植物根系分布及抗拔力的影响
（论文）植物根系对边坡的加固作用...
第17卷第3期2005年9月江苏工业学院学报J OURNAL O F JI ANG SU pOLYTECHN I C UN I VERS I TYV o l.17N o.3S e p!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!.2005文章编号：1005-8893（2005）03-0027-03植物根系对边坡的加固作用模拟分析"封金财（江苏工业学院环境与安全工程系，江苏常州213016）摘要：采用有限元方法对植物根系加固边坡的作用规律进行了模拟分析，随着根的长度增加，边坡稳定性安全系数也逐渐提高，当根的长度超过3m时，长度增长将不再导致边坡稳定性安全系数的增加；根的数量对边坡稳定性的影响与根长相同，在一定范围内，根的数量越多，边坡稳定性安全系数越高；根对边坡的加固作用的发挥也与根的位置有很大的关系。
根的长度、数量都是随着时间的推移而增长的，所以根的固坡效果也随着时间的推移而加强。
关键词：植物固坡方法；有限元；根系；边坡；稳定性安全系数中图分类号：S157.1文献标识码：A传统的治理与加固边坡的方法是用抗滑桩、挡土墙、预应力锚索等进行消极被动地治理和防御。
这些方法不但在施工期间、使用期间会对环境造成破坏，而且经过若干年以后，工程的使用寿命终结以后，这些建筑垃圾给环境也带来不良影响。
目前在加固边坡和治理滑坡中，尤其是在自然边坡的保护和治理上，采用植物方法与传统的岩土工程方法相结合［1］，不但起了加固边坡保持水土的作用，而且还具有美化环境、改良气候的作用，具有很高的推广应用价值，目前国内外在植物固坡机理［2，3］方面的研究很少，本文运用有限元模拟分析方法对植物根系对深层滑坡的加固机理进行了探讨。
1基本模型植物形态学研究［4］表明，植物的根系一般分布较浅，对于年龄为7!8a的大多数树种，其根系只分布在地表面以下1.5!2m的范围，对于年龄为30a以上的乔木，其根系可以深入到地表面以下3!4m的范围。
植物根系在边坡生态防护中的应用
2.2 根系对土壤结构的稳定作用 由于细根的生理活性很强,具有较高的生长速率和死亡分 解率,死根提供有机质,活根分泌有机酸,二者作为土粒团聚 体的胶结剂,配合须根的穿插和缠结,促进土粒团聚形成,尤 其是使土壤中直径>3 mm >3 mm的大粒级水稳性团聚体增加,从 , 而增强土壤抗分散、抗悬浮的能力.植物根系特别是大量 须根的存在增加土壤团聚体含量。此外： 1)根系生长对土壤所施加的压力使土壤单体挤压在一起, 形成团聚体; 2)当根系附近水分被植物吸收时,土壤水分的减少有利于 土壤颗粒聚集形成水稳性团聚体;
（2）原状土冲刷测定法 ） 1964年，蒋定生设计了专 门的冲刷槽，用特制的长 形环刀（3X4x20cm3）采 原状土样，将土样放置槽 中进行放水冲刷试验； 1987年，蒋定生设计的冲 刷槽进行了改进，增大了 取样器的尽寸，将试样增 大10x7x20cm3 。 苏宁虎、李勇郎等采用扩大尺寸的取样器(10x20x10cm3)， 以减小采样时对土体的扰动；刘国彬等在稳流水槽上加一层砂 子，以增加粗糙度，减缓流速，使之更接近坡面实际情况。
植物根系在边坡生态防护中的作用
黄晓乐 2010.11.07
主要内容
1 土壤的有关概念和认识 2 根壤及土壤肥力
土壤是地球陆地表面能够生长植物的 疏松表层，是一个独立的历史自然体。 它不仅具有自身的发生发展过程，而 且是一个能从物质组成、形态、结构 和功能上进行剖析的物质实体，也是 一个无机物和有机物、非生物和生物 相结合的物体。 土壤肥力实质上是土壤中水、肥、气、 热四个因素之间的协调程度，以及能 否满足植物生长过程中的各种需求。
（2） 空间分析模型 ）
设边坡浅层有一潜在的滑动面AB，与水平面的夹角为θ。在滑 动面上ABB ′A′上，某穿过滑动面的根R，其与x、Y、z 坐标轴的夹 角分别为αi、βi、γi，设根R所承受的拉力为Ni，拉力Ni在x方向 的分量对边坡土体不起加固作用，故不考虑，其在Y、z方向上的分 量：
植被和坡度对边坡稳定性的影响分析
植被和坡度对边坡稳定性的影响分析作者：李照金，罗加敏，熊杰，张红率，资雯婷，吴新春来源：《现代园艺·下半月园林版》 2014年第12期李照金罗加敏熊杰张红率资雯婷吴新春（昆明学院城乡建设与工程管理学院，云南昆明650214）摘要：边坡工程的稳定性问题是岩土工程的主要研究内容之一。
随着我国经济、科技水平的不断发展和进步，人们对边坡稳定性的研究是从早期通过长期的观测统计出数据，慢慢发展到现在采用模拟试验来完成研究。
边坡稳定性分析和评价是边坡工程研究的核心，在研究中人们发现：不同坡度对于边坡的稳定性有着不同程度的影响。
本试验就从不同坡度条件下，有无植被2种坡度在降雨条件下进行研究分析。
关键词：坡度；稳定性；植被；降雨作者简介：李照金（1992-），男，云南曲靖人，从事土木工程研究学习。
1 试验原理1.1 试验装置简介本试验采用如图1 所示的自制降雨条件下水土流失实验装置。
本试验装置主要由喷淋装置和可调节坡度装置2部分构成。
其中，喷淋装置通过带有流量调节阀的给水管给水，并且由数个均匀分布的喷头连接而成，以此达到模拟降雨的效果[1]。
下部的可调节坡度装置通过升降调节器和旋转轴2个构件来达到形成不同坡度的目的。
1.2 试验步骤试验从无植被和有植被覆盖2个方向进行研究。
在试验开始前20 天，提前制作好边坡土样，分别为有植被土体5 份和无植被土体10份，其中有植被的又分为单一植被（5份）和多种植被混合覆盖（5份）2种[2]。
正式开始试验，分别将已经制作好的有植被和没有植被的土体放置于升降调节器，然后调节出相应的坡度，分别为：15°、30°、45°、60°。
然后打开给水开关，调节流量调节阀，使各组试验雨量大小控制在相同条件下。
正式开始后，每个坡度的土体按照每5 分钟1组，共20分钟，土体的流失量进行试验并统计。
2 试验过程及记录整个试验大致的流程为：搭建试验支架———调节供水管的水量大小———放置已经制做好的土体———打开喷淋装置开始试验，同时开始计时———称量并记录下每5 分钟的土体流失量。
植物根系对浅层边坡稳定性的影响研究
关键词：稳定系数；边坡坡度；滑裂面；含水率；含根量
中图分类号：Ｓ１５７．４ ＋ ３３；ＴＶ６９８．２ ＋ ３５ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２０．０８．０２２
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｒｏｏｔｓ ｔｏ ｔｈｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｈａｌｌｏｗ Ｓｌｏｐｅ
２．Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ， Ｚｈａｎｇｊｉａｋｏｕ ０７５０００， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｒｏｏｔｓ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈａｌｌｏｗ ｓｌｏｐｅ， ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｏｔ⁃ｓｏｉｌ ｃｏｍ⁃
ｃｒｅａｓｅ． Ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｈａｓ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ １６％． Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ １８％， ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｈａｓ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｉｎｃｒｅａｓｅ． Ｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ， ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｈｏｕｌｄ ａｉｍ ａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｍｏｉｓｔｕｒｅ
Ｖｏｌ ． ４ ２ ， Ｎｏ ． ８
Ａｕｇ．，２０２０
２０２０ 年 ８ 月 ＹＥＬＬＯＷ ＲＩＶＥＲ
植物根系对边坡防护的力学效应研究
植物根系对边坡防护的力学效应研究一直是研究者关注的焦点之一，这种研究既有理论意义又有实际意义。
研究表明，植物根系对边坡的防护作用是通过改变土壤的力学性质来实现的。
首先，植物根系可以改变土壤的结构，增加土壤的黏性，从而使土壤更加稳定。
植物根系还可以强化土壤的机械强度，提高土壤的抗压能力，减少土壤的滑移。
此外，植物根系还可以改变土壤的水分状态，减少土壤的湿度，降低土壤的流动性，从而减少边坡的滑动可能性。
其次，植物根系可以改变边坡表面的水流特性。
植物根系可以增加土壤的吸水性，增加土壤的水分储量；同时也可以减少土壤的表面流动，减少边坡表面的水流，从而减少边坡的滑动可能性。
最后，植物根系可以改变土壤的热量状态，减少土壤的温度变化，减少土壤的变形，减少土壤的滑动可能性。
总之，植物根系对边坡的力学效应是多方面的，它可以改变土壤的力学特性，提高边坡的稳定性，减少边坡的滑动可能性。
因此，研究植物根系对边坡防护作用的力学效应，对于更好地保护山体边坡具有重要意义。
边坡稳定性影响因素、稳定性评价以及植物护坡技术浅析
边坡稳定性影响因素、稳定性评价以及植物护坡技术浅析边坡是指公路、铁路、水利工程、建筑基础等土建工程中割裂地面形成的坡面。
由于水文因素、大气因素、地质条件、人为因素等原因，边坡的稳定性往往受到威胁。
因此，边坡稳定性评价和护坡技术应用是现代土木工程中不可忽视的重要内容。
一、边坡稳定性影响因素1.地质条件：边坡的地质条件是导致边坡稳定性变化的重要原因。
工程中常见的地质条件包括地层、岩性、地形、构造等。
2.大气因素：大气因素主要指气候、气象条件等因素。
气候的变化，如降雨、气温、气压等变化均可能影响边坡稳定性。
3.水文因素：水文因素主要指地下水位、地表水，地下水、地表水的流动易使坡体中的土壤体积发生改变。
4.土层性质：边坡的土层性质包括土质组成，土层深度，含水量等。
高含水层土质较弱，容易发生滑坡。
5.人为因素：人类活动对边坡稳定性的影响主要表现在坡体的改造、采挖、爆破、排水、排污等方面。
常常会导致边坡失稳、塌方。
二、边坡稳定性评价1.工程地质勘察：工程地质勘察可以分析工程区域内矿物成分、岩性构造、地质断层等因素，为后续工作提供参考。
2.地形分析：地形分析可以利用DEM数字高程模型等工具便捷的分析出坡面的累积高度、坡度、坡向等因素。
3.坡体稳定性分析：坡体稳定性分析是评价边坡稳定性的重要方法，主要是对坡体的强度、地下水位、荷载等因素进行分析。
4.现场监测：对边坡进行现场监测对了解边坡的实际变化情况及时及时采取预警措施具有重要的作用。
三、植物护坡技术植物护坡技术是在边坡表面植入草木，利用草木根系拓宽坡表土层并增强坡体的抗滑性，从而达到强化边坡稳定性的目的。
植物护坡技术有以下优点:1.植物能够降低雨水作用下土壤的侵蚀。
2.植物根系能够抽取坡土中的水分，起到降低地下水位水平的作用。
3.树木和草皮服务于边坡的景观、环保和绿化，增强了景观和环境的质量和价值。
植物护坡技术在护坡资金、施工难度、护坡效果、环保效果等方面都有着明显优势，已经被广泛应用于公路、铁路、水利等行业，并且在边坡稳定性评价和护坡中已经成为了不可缺少的一个技术手段。
坡度变化对土壤质量和植被生长的影响研究
坡度变化对土壤质量和植被生长的影响研究随着人类活动的不断增强和人口的增长，土地资源的利用不断加大。
作为在地球上占有着重要地位的自然资源，土壤的质量和种植环境对人类的生存和发展至关重要。
然而，随着自然环境的变化，特别是在坡度方面的变化，土壤质量和植被生长都会受到很大的影响。
一、坡度对土壤质量的影响土壤是植物生长和繁殖的重要基础。
土壤质量好坏的中心问题在于其结构和成分，主要包括有机质、水分和营养元素等。
坡度的变化对土壤的影响主要表现在以下三个方面。
1. 土壤的侵蚀首先，坡度变化容易导致土壤的侵蚀，特别是在高坡度的情况下，降水量较大时，由于水流速度过快，土壤会被冲刷而流失。
这不仅会直接破坏了土壤的物理结构，还会带走其中的养分，对土壤的中微生物和土壤生物的种群分布纪成较大影响，进而引起作物的减产和泥石流等自然灾害的发生。
2. 土壤滋养物质的差异其次，实际上，土壤的滋养物质的含量在不同的坡度上是有一定差异的。
在相同的气候和地形条件下，山坡的阳坡和阴坡的土壤水分和养分会出现不同的变化。
阳坡通常比阴坡更加缺水，土壤比较薄，肥力相对较差。
而阴坡则因为受到太阳直射的影响较小，土壤的水分和肥力相对较好，而且更有利于植物生长。
3. 土壤容重的变化其次，受坡度的影响，土壤容重也会有所不同。
在高坡度的地区，由于土壤的自重导致土壤的压实程度加大，形成压密层，让土壤表层的植物根系难以生根，这就对山坡上的植物种植产生了较大的不利影响。
二、坡度对植被生长的影响除了对土壤质量产生的影响外，实际上，坡度还会对植被的生长产生影响。
坡度的影响主要表现在以下三个方面。
1. 光照条件的差异坡度的变化会导致阳坡和阴坡在光照上的差异。
在光照较强的坡度上，一些强适应性的植物生长较为茂盛。
而在光照弱的坡度上，例如阴坡，在植被的种植上相对更适合草本和蔓生植物的生长。
2. 土壤水分和养分的差异受坡度的影响，土壤水分和养分的含量也会出现变化。
在比较陡峭的山坡上，水分和养分会因为重力的原因向下流失。
坡度与植被生长的关系
坡度与植被生长的关系
坡度对植被生长的影响主要体现在以下几个方面：
1. 水土保持：坡度越大，植被受到的水土流失风险越高。
在陡峭的坡面上，降雨时的水流速度较快，易造成土壤的冲刷和侵蚀，对植物的生长不利。
此外，土壤在坡度较大的区域上容易发生崩塌和滑坡等地质灾害，也会对植被的生长造成破坏。
2. 光照：坡度较大的区域容易接受更多的阳光照射，这有利于光合作用的进行和植物的生长。
光照充足可以提供植物所需的能量，促进光合产物的合成，提高植物的生长速率和生物量。
3. 湿度：坡度较大的区域相对更为干燥，因为水分容易在坡面上流失。
这会导致植物生长环境的湿度降低，特别是在干旱地区，坡度较大的区域可能会形成水资源相对缺乏的区域，限制植物的生长。
然而，在一些潮湿的地区，坡度较大的区域可能会形成排水更好的区域，造成土壤湿度较低，对某些植被类型不利。
4. 养分流失：陡峭的坡度会导致土壤中的养分易被水流冲刷带走，从而降低土壤的肥力。
养分的流失会影响植物的生长和发育，并可能导致土壤贫瘠。
在实际情况中，坡度与植被生长的关系受到多种因素的综合影响，包括气候条件、土壤类型、植被类型等。
因此，在具体的环境中，坡度与植被生长的关系可能存在一定的差异。
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坡度对岩石边坡植物根系分布及抗拔力的影响采用全挖法,对平地和边坡条件下胡枝子和紫花苜蓿根系分布特征进行调查,分析边坡之间、平地与边坡之间根系分布特征的差异性。
设置3个处理,使用“液压式拉力计”测量边坡植物根系抗拔力大小,分析不同边坡间根系抗拔力的差异性,及抗拔力的相关性。
主要研究结果如下：1)随着边坡坡度的增大,胡枝子根系的分枝级数及其Ⅱ级根的直径发生明显的变化。
在60°边坡,Up-slope方向根系的生长角度增大。
随着坡度增大,Up-slope和Down-slope方向根系的根系分布范围、长度比例、生物量比例发生规律性的变化。
随着坡度的增大,紫花苜蓿主根直径、侧根中Ⅰ级根和Ⅱ级直径发生规律性变化。
主根的生长方向不随边坡改变而改变,侧根和主根的长度比例、细根和中根的长度比例出现规律变化。
紫花苜蓿主根和侧根生物量比例在3个边坡间存在显著性差异(a=0.01)。
2)平地和边坡胡枝子根构型相同,ⅠI级根与主干的角度相同。
但是平地胡
枝子根系的分级、Ⅱ级根直径、不同径级根系长度比例与边坡的存在差异性。
平地和边坡紫花苜蓿根构型相同,主根的生长方向相同。
但是,平地紫花苜蓿根系主根的直径、侧根的分枝、Ⅱ级根直径、中根和粗根的长度比例与边坡的存在差异性。
3)胡枝子根系抗拔力大小,在60°边坡,处理间存在显著差异(a=0.05),40°和50°边坡处理间无显著差异。
另外,同一处理在边坡间无明显差异。
对于紫花苜蓿根系抗拔力,边坡间无明显差异。
胡枝子和紫花苜蓿根系抗拔力的大小,与根系长度、生物量等存在正相关性,但是相关性不明显,可能与边坡
特殊立地条件及特殊的防护措施有关。
植物对高陡岩石边坡的防护作用不容忽视,应该得以重视。
希望加强岩石边坡植物根系固土、固坡效应及相应机制的研究。