林木根系拉伸力学特性研究

森林生态系统中的根系不但可以吸收与传输溶质与水分,同时还有支撑树体与固结土体的重要作用,能够减缓浅层滑坡、崩塌等重力侵蚀。本论文选取华北地区北沟林场常见乔木：油松、白桦、落叶松、蒙古栎,进行拉伸试验,测定其拉伸力学特性,提供基础资料数据,旨在对林木根系的研究提供一些参考依据。 通过试验结果表明：乔木根系抗拉强度与根系直径存在负相关,且成幂函数关系。根系最大抗拉力与直径间关系为正关系,且成幂函数关系。在相同直径条件下,标距较小的根系有较大的抗拉力和抗拉强度,在直径较小的情况下,各标距抗拉力和抗拉强度差异并不明显,但随直径的增加,差距增大。根系的应力应变曲线分析中,都是在直径较小的时候,随应变增加,应力呈线性增大,表现出较好的线弹性关系,直径增大后,应力应变曲线递增缓慢,没有明显的线性区间。随着直径的增加,根系抗拉强度、延伸率、弹性模量均相应降低,应力—应变曲线弹性表现不明显。随根系标距增大,根系抗拉强度、残余应变相应降低,弹性模量变大。以400mm/min和10mm/min不同速率拉伸根系,根系在400mm/min下大多为脆性断裂,易拉断破坏。相同根径时,拉伸速率越大,根系抗拉力、抗拉强度越小；根径越大,不同拉伸速率下根系抗拉力、抗拉强度的差异会变大。对根系进行轴向疲劳往复试验,疲劳后根系抗拉力及抗拉强度明显增高,随着循环次数的增加,相同直径的弹性模量呈递减趋势,每次循环产生的应变也相应减小。