沙柳直根抗拉特性对循环荷载的响应

为了揭示风蚀区植物在长期强风反复胁迫根系后的固土性能，以广泛分布于神东矿区的水土保持植物沙柳为研究对象，TY8000伺服式强力机对mm径级沙柳直根1～5号公路进行了轴向循环荷载试验，探讨了直根抗拉特性对模拟强风牵引引起的反复加卸载效应的响应。结果表明：（1）循环加载后，主根的极限抗拉强度和根径分别为幂函数、正相关、抗拉强度和幂函数负相关，与单次加载下主根抗拉强度和抗拉强度根径的关系相似。（2） 循环加载后，各直径等级和抗拉强度的直根抗拉强度均较单次加载显著提高（P<0.05）。mm1~2号、mm2.5~3.5号和mm4~5号和抗拉强度的直根抗拉强度分别提高了60%和60%、48%和50%、31%和32%。（3） 在循环过程中，直根力-位移曲线表现出明显的周期性特征。随着循环次数的增加，滞回圈间距逐渐闭合，由加载段-卸载段曲线组成的滞回圈面积减小，塑性变形抗力越来越差，最终趋于稳定。主根的累积伸长量随循环次数的增加而增加，可分为快速生长期和缓慢生长期。（4） 在承受单次荷载和循环荷载后，直根弹性应力、极限应力和弹性模量与根系直径呈负相关，累积弹性应变和极限应变与根系直径无关。在承受循环荷载后，直根弹性应力、应变和累积弹性应变显著增加，而极限应变表明，单次荷载大于循环荷载，不同荷载下的应变没有规律性。综上所述，沙柳根系在承受一定程度的低周循环荷载后，能更好地适应外部环境，增强抗侵蚀能力，更有利于植物根系的固土效率。