[發明專利]一種測算原位植物根系固土實際截面抗拔力的裝置及方法

有效

• 申請號: 201711185952.5
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107796550B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 馬強;黃朝綱;肖衡林;陶高梁;劉永莉;李麗華;陳智;葉建軍;萬娟;裴堯堯
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01N3/08
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 余曉雪;王敏鋒

本發明涉及一種測算原位植物根系固土實際截面抗拔力的裝置及方法，其中，該裝置包括種植槽、連接繩、支架、定滑輪以及測力計；種植槽的底部設置有紗網；定滑輪設置在支架上；連接繩纏繞在定滑輪上；連接繩的一端與種植槽相連，另一端與測力計相連。本發明提供了一種結構簡單、成本低廉、便于操作以及適用范圍廣的測算原位植物根系固土實際截面抗拔力的裝置及方法。

技術領域

本發明涉及一種測算植物根系拉伸性能的裝置及方法，尤其涉及一種適用于測算原位植物根系固土實際截面抗拔力的裝置及方法。

背景技術

植物不僅具有美化景觀、恢復生態環境的功能，而且還具有固土功能。這種護坡功能包括坡面沖刷防護與坡體加固。

目前研究發現，植物根系相對土體具有較大的抗拉強度，在對土體加載的過程中，土體中的剪應力通過根土間的相互作用，逐漸轉移到根系中，使根系受拉，從而增加了土體的抗剪強度。植物根系，特別是木本植物根系，扎入土層較深，垂直深根穿過邊坡的軟弱層或滑動面，將淺層土層與深層土層錨固在一起，當邊坡巖土發生移動趨勢時，便能抑制邊坡滑動，提高邊坡的穩定性，對邊坡起到加固作用，其作用類似于錨桿或抗滑樁。目前缺少簡單實用的測算原位植物根系對土體的抗拔力的裝置及方法。

發明內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種結構簡單、成本低廉、便于操作以及適用范圍廣的測算原位植物根系固土實際截面抗拔力的裝置及方法。

為了實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種測算原位植物根系固土實際截面抗拔力的裝置，其特征在于：所述測算原位植物根系固土實際截面抗拔力的裝置包括種植槽、連接繩、支架、定滑輪以及測力計；所述種植槽整體呈上端開口的箱式結構，所述種植槽的底部設置有紗網；所述定滑輪設置在支架上；所述連接繩纏繞在定滑輪上；所述連接繩的一端與種植槽相連，另一端與測力計相連。

作為優選，本發明所采用的紗網是鍍鋅鋼絲紗網，所述紗網的網格孔徑不大于2mm×2mm。

一種基于如前所述的測算原位植物根系固土實際截面抗拔力的裝置的測定方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)準備耕植土；所述植株是多花木蘭；

2)將種植槽放置在土質地面上，向下壓實，使種植槽底部的紗網與土質地面充分接觸，隨后在種植槽內填充步驟1)所準備的耕植土，并在種植槽內種植植株；

3)定期在種植槽內施水以及添加肥料直至種植槽內的植株生根發芽并茁壯成長；所述種植槽內植株的根系部分通過種植槽底部的紗網伸入土質地面中；所述種植槽內植株的莖葉部分從種植槽內的耕植土中破土而出并向外部生長；

4)待種植槽內植株生長至植株成熟時，將種植槽周邊的植物去除，在種植槽周邊架好支架，將連接繩纏繞在支架上的定滑輪上，將連接繩的兩端分別與種植槽以及測力計相連；

5)拉動測力計，通過定滑輪緩慢起吊種植槽，同時時刻觀察測力計的數值，待植株根系開始被拔出土體時記錄此時測力計的數值，直至種植槽內植株的根系完全被拉斷并記錄此時測力計的數值；

6)將植株根系上的泥土全部沖洗干凈，測量種植槽內植株根系的單根周長以及單根被拉出土體的長度；

根據種植槽內植株根系的單根周長計算單根的截面面積總和；

根據單根的截面面積總和以及在步驟5)中當種植槽內植株的根系完全被拉斷時測力計的數值計算根系的拉斷強度；

根據種植槽內植株根系的單根周長、單根被拉出土體的長度以及步驟5)中當種植槽內植株根系開始被拔出土體時測力計的數值計算單根與土壤界面摩擦系數；

所述根系的拉斷強度以及摩擦系數反映原位植物根系固土實際截面抗拔力。