常婧美, 王桂堯, 胡圣輝,2, 張永杰, 符金良, 周維政

(1.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 土木工程學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙 410114; 2.廣西路橋工程集團(tuán)有限公司, 廣西 南寧 530011)

灌木根系以其根莖粗大、固土能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)在邊坡生態(tài)防護(hù)中得到廣泛應(yīng)用，不同灌木的根系形態(tài)也大不相同，根系與土體間的作用方式不同導(dǎo)致在邊坡加固中的作用機(jī)理不同，因此對(duì)根系形態(tài)與土體作用力的研究尤為必要。在現(xiàn)有研究中關(guān)于影響根系拉拔力與土壤的相互作用的因素，許多學(xué)者通過獲得函數(shù)關(guān)系更直觀具體的說明相關(guān)關(guān)系。如曹云生等[1]認(rèn)為隨著根系直徑的增加，根土界面的摩擦力也逐漸增大；根土摩擦力與土壤含水率呈二次函數(shù)關(guān)系。單根根土摩擦力隨著根的埋置深度、加載速率的增大而增大[2]。根系與土壤發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦力、土層相對(duì)錯(cuò)動(dòng)時(shí)根系受剪切作用產(chǎn)生的彈性張力以及機(jī)械固持力使土壤的抗剪強(qiáng)度增大[3]。Turmanina[4]通過大量試驗(yàn)得到季節(jié)與根系的抗拉強(qiáng)度的規(guī)律：冬季>夏季，與含水率相關(guān)。陳昌富等[5-6]通過試驗(yàn)研究得到含根土體存在最佳含根率。由于最優(yōu)含水率的存在，拉拔力隨土體含水率呈二次函數(shù)關(guān)系。關(guān)于影響根系拉拔力的因素，拉伸速率也是研究重點(diǎn)[7-8]，根系幾何參數(shù)一定時(shí)，拉拔速率越大抗拉強(qiáng)度越小，快速拉拔類似于動(dòng)荷載作用，根系的彈性模量來不及發(fā)揮作用就已經(jīng)被拉斷[9]。關(guān)于根系分布與根系和土體間作用機(jī)理的研究，國內(nèi)外許多學(xué)者通過試驗(yàn)研究得出如下結(jié)論，如李為萍等[10]認(rèn)為根土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度為含1 mm根徑<含2 mm根徑<1.5 mm根徑；劉秀萍等[11]認(rèn)為縱橫交錯(cuò)的根系分布形態(tài)形成的根土復(fù)合體的抗剪強(qiáng)度比單一形態(tài)分布的強(qiáng)度大。對(duì)于根系形態(tài)的研究，劉亞斌等[12]認(rèn)為根系生長(zhǎng)有助于改善根土接觸面土體的平整度，根土界面作用力主要取決于根系表明的粗糙程度，根系種類及根系形態(tài)對(duì)拉拔參數(shù)的影響也極大。趙曉黎等[13]通過建立根系拉拔模型的研究，認(rèn)為側(cè)根埋深隨主根長(zhǎng)度的增大而加深，根系拉拔極限差值隨之增大，對(duì)稱側(cè)根的根系夾角越大，極限荷載差值越大；Waldron[14]，Norris[15]等通過根系拉拔試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，根的幾何力學(xué)特征影響根系抗拉拔荷載，是分析根土復(fù)合體力學(xué)效應(yīng)的關(guān)鍵。綜上所述，關(guān)于根土間作用力的研究已獲得不錯(cuò)的進(jìn)展，已有的關(guān)于灌木根系與土體的相互作用的研究主要針對(duì)不同根徑、含水率、土壤干密度等因素，關(guān)于根系形態(tài)的研究較少，本文研究中針對(duì)同一植物根系3種具體的幾何形態(tài)對(duì)根土間作用的影響進(jìn)行定量分析，有助于邊坡防護(hù)工程中植物物種的選擇，有效地提高了植物的利用價(jià)值。本文通過室外拉拔試驗(yàn)研究紅葉石楠3種根系形態(tài)與根土間作用力的影響，定量地分析含水率與根系形態(tài)對(duì)拉拔力的影響，根系夾角與根系激活時(shí)間的關(guān)系，以此評(píng)價(jià)根系形態(tài)對(duì)根土間作用力及拉拔機(jī)制的影響。該研究成果對(duì)促進(jìn)灌木根系坡面加固技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)步具有理論與指導(dǎo)意義，可為邊坡防護(hù)植物物種的選擇與植物價(jià)值的充分利用提供理論參考。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)土樣及灌木根系

試驗(yàn)場(chǎng)地為湖南長(zhǎng)沙理工生態(tài)防護(hù)試驗(yàn)區(qū)，土壤以紅壤為主，屬于粉質(zhì)黏土，土體參數(shù)詳見表1。

表1 試驗(yàn)土體的物理特性指標(biāo)

由于紅葉石楠根系形態(tài)種類繁多，選取紅葉石楠作為試驗(yàn)對(duì)象，購買一年生長(zhǎng)勢(shì)相同的幼苗在試驗(yàn)區(qū)栽種，栽種時(shí)間為2016年6月至2017年8月。紅葉石楠拉拔根系如圖1所示。拉拔完成后將根系放入保鮮袋帶回實(shí)驗(yàn)室。試驗(yàn)有效根系共87株，植物一次性拔出，對(duì)根系形態(tài)進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)。

圖1 紅葉石楠室外拉拔根系

1.2 試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

本研究通過對(duì)紅葉石楠根系進(jìn)行室外拉拔試驗(yàn)來探討研究區(qū)植物根系形態(tài)對(duì)根土間作用力的影響。試驗(yàn)采用HP-50型艾德堡數(shù)顯推拉力計(jì)對(duì)植物根系進(jìn)行拉拔試驗(yàn)。

試驗(yàn)開始時(shí)采用鐵絲與紅繩將靠近根系的拉拔植物進(jìn)行有效綁扎，并將拉拔儀與之相連，調(diào)整拉拔儀并對(duì)試驗(yàn)植株進(jìn)行拉拔，通過拉拔儀與電腦相連得到拉拔力與拉拔時(shí)間關(guān)系曲線。拉拔完成后，在根系周邊土體3個(gè)不同深度對(duì)根周土壤進(jìn)行取樣，采用烘干法進(jìn)行土壤含水率的測(cè)試，以平均值作為土壤最終含水率。同時(shí)把拉拔試驗(yàn)的植物根系放入保鮮袋帶回試驗(yàn)室，清洗干凈后先將Y型根系進(jìn)行掃描投影，測(cè)出Y型根系的夾角，然后將復(fù)雜根系進(jìn)行分解并采用掃描儀進(jìn)行掃描，提取根系有效照片，采用根系參數(shù)分析軟件WINRHIZO進(jìn)行幾何參數(shù)提取。

對(duì)于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，本文通過對(duì)根周土體含水率的測(cè)量，采用Excel統(tǒng)計(jì)分析3種根系形態(tài)下最大拉拔力與土壤含水量的關(guān)系；對(duì)根系二級(jí)側(cè)根及Y型根系夾角與最大拉拔力的關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；選取不同根系形態(tài)下根系表面積大致相同的根系進(jìn)行土壤含水率與植物根系拉拔力—時(shí)間關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.3 根系形態(tài)統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)室外拉拔試驗(yàn)紅葉石楠根系形態(tài)統(tǒng)計(jì)分析，根系形態(tài)可分為水平根、主直根、Y型根。統(tǒng)計(jì)分析，紅葉石楠水平根約占1/2，主直根及Y型根各約占1/4(圖2)。

圖2 紅葉石楠根系形態(tài)統(tǒng)計(jì)關(guān)系

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 土體含水率與根系拉拔力的關(guān)系

根據(jù)紅葉石楠根系的形狀特征，將根系分為Y型根系、主直根系、水平根系3種類型，3種類型根系最大拉拔力隨含水率的擬合曲線如圖3所示。由圖3可知，Y型根系和水平根系最大抗拉阻力隨土壤含水率的增加呈反比函數(shù)關(guān)系逐漸減小，而主直根系隨土壤含水率的增加先增大后減小，且最優(yōu)含水率在17.5%左右。分析原因如下，土體含水率較低時(shí)，土體呈堅(jiān)硬狀態(tài)，此時(shí)Y型根系及水平根系的破壞模式為根土共同破壞；根系剛開始受力時(shí)，由于根系本身存在彈性模量，雖然人工對(duì)其施加外力作用，但在土體中的位移約等于0，隨著根系所受外界拉拔力的增加，根系與土體接觸面被逐漸激活，接觸面土體顆粒發(fā)生錯(cuò)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)，由于根系以側(cè)根為主，側(cè)根沿地表生長(zhǎng)，當(dāng)根系所受到的外界拉拔力繼續(xù)增大時(shí)，根系與土體接觸面繼續(xù)被激活，接觸面土體破壞范圍擴(kuò)大，直到發(fā)展到地表，所有側(cè)根附近土體被破壞，根系逐漸被拔出；含水率越大，根系附近土體破壞越快。主直根系由于主根系向土體深層生長(zhǎng)，在受到外界拉拔力時(shí)，根系表面附近土體顆粒逐漸出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)，含水率較低時(shí)，根系與土體摩擦黏聚性較小，根系直接從土體中拔出，土體破壞較小，隨著含水率的增大，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，根系與土體黏聚性能達(dá)到最佳，根系的拔出伴隨土體顆粒發(fā)生整體破壞，此時(shí)根系抗拉拔性最好，隨著土體含水率的進(jìn)一步增加，土中水逐漸發(fā)揮自身潤(rùn)滑作用，根系表面與土體的摩擦黏聚效應(yīng)急劇下降，根系抗拉拔性減小。主直根系最大拉拔力與土體含水率呈現(xiàn)二次函數(shù)分布，分析原因?yàn)楦灵g的作用力與土顆粒表面弱結(jié)合水膜的厚度息息相關(guān)，水的潤(rùn)滑作用導(dǎo)致根系與土體間的摩擦系數(shù)減小。一般邊坡失穩(wěn)都是在強(qiáng)降雨后，隨著土體含水率的增大，水分的增加造成土體固結(jié)減弱或根與土的分離，降低根土間的結(jié)合力，造成邊坡失穩(wěn)破壞。

圖3 紅葉石楠根系最大拉拔力與含水率的關(guān)系

土體含水率相同時(shí)，Y型根系的最大拉拔力約大于水平根系，主要原因主要由于Y型根系側(cè)根存在夾角，且小于水平根系的180°夾角，在根土接觸面土體顆粒破壞分力一致時(shí)，Y型根系不僅受到兩分力的合力，而且受到側(cè)根周邊土體的反作用力；Y型根系側(cè)根與地表的距離更大，土體破壞及根系被拔出越難。土體含水率小于17.5%時(shí)，Y型根系與水平根系的最大拉拔力大于主直根系，土體含水率在17.5%-21%時(shí)，Y型根系與水平根系的最大拉拔力約等于主直根系，土體含水率大于21%時(shí)，主直根系最大拉拔力微大于Y型根系與水平根系。分析原因?yàn)樵谑艿酵饨缱饔脮r(shí)，根系被拔出無非兩種情況，第一種為拉拔破壞機(jī)制(土體對(duì)根系的包裹作用減弱促使根系被迅速拔出)；第二種為土體破壞機(jī)制(根系拉拔力達(dá)

到一定程度時(shí)，側(cè)根周圍土體承受向上的非均布力，達(dá)到土體強(qiáng)度時(shí)，根系周邊土體裂縫擴(kuò)展至地表，土體發(fā)生整體連續(xù)破壞，土體對(duì)根系的包裹作用減弱甚至消失，根系被拔出)。含水率較小時(shí)，土體呈堅(jiān)硬狀態(tài)，主直根系被拔出只需要較小的拉拔力，此時(shí)根土破壞為拉拔破壞，而對(duì)夾角較小的Y型根系在受到外界拉力時(shí)，根系節(jié)點(diǎn)微微向上移，根系微微移動(dòng)，當(dāng)側(cè)根周邊土體微微破壞時(shí)，側(cè)根即被拔出，盡管單根系受力較小，但根系所受合力較大，此時(shí)根土破壞為拉拔破壞，水平根系破壞模式為土體破壞機(jī)制，根系的拔出伴隨土體的破壞，拉拔力較大；隨著含水率的增加，主直根系根土破壞仍然為拉拔破壞，而夾角較大的Y型根系與水平根系的根土破壞機(jī)制為土體破壞機(jī)制，此時(shí)根土摩擦黏聚性增加，但土體強(qiáng)度下降。含水率較小時(shí)，Y型根系和水平根系的抗拉拔性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于主直根系；含水率在約等于17.5%時(shí)，三種不同根系的抗拉拔性差距不大；在含水率較大時(shí)，水平根系的抗拉拔性最差，主直根系和Y型根系的抗拉拔性較好。

2.2 二級(jí)側(cè)根對(duì)最大拉拔力的影響

通過對(duì)試驗(yàn)根系進(jìn)行分類、處理，截取Y型根系和主直根系的二級(jí)側(cè)根進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。將最大拉拔力與二級(jí)側(cè)根的統(tǒng)計(jì)數(shù)進(jìn)行擬合分析(圖4)。通過對(duì)室外拉拔試驗(yàn)根系的處理，將Y型根系處理干凈，采用投影法對(duì)根系夾角進(jìn)行記錄，并采用量角器量取根系的夾角。將Y型根系的最大拉拔力及根系全段激活時(shí)間與夾角進(jìn)行擬合(圖4)。

圖4 有無須根灌木根系拉拔參數(shù)與根系幾何參數(shù)的關(guān)系

由圖4可知，Y型根系的最大拉拔力隨根系夾角的增加逐漸增大，而根系全段激活時(shí)間隨根系夾角的增加呈先減小后增大的趨勢(shì)；Y型根系及主直根系的最大拉拔力均隨二級(jí)側(cè)根數(shù)的增加呈線性增加，主直根系最大拉拔力的增加趨勢(shì)大于Y型根系。分析原因?yàn)閅型根系相比主直根系，破壞模式較特殊，二級(jí)側(cè)根對(duì)拉拔破壞機(jī)制的影響程度遠(yuǎn)大于土體破壞機(jī)制。綜合兩種拉拔破壞機(jī)制，隨著根系夾角的增大，根系更容易從土中拔出，但根系與地表包含面積變大，土體整體破壞需要破壞土體面積增加，由于Y型根系拉拔破壞主要是由于根土破壞共同引起，即最大拉拔力隨根系夾角的增加逐漸增加；研究根系全段激活時(shí)間時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)夾角約等于75°時(shí)，根系全段激活時(shí)間最小，此時(shí)根系的拔出破壞與根土共同破壞的疊加作用最低。主直根系全段激活后，根系才會(huì)被拔出，而Y型根系的拉拔可能發(fā)生根系被拔出或土體顆粒整體破壞兩種情況。Y型根系拉拔時(shí)，一般會(huì)伴隨拉拔區(qū)土體的破壞。

2.3 根系形態(tài)與拉拔參數(shù)間的關(guān)系

由于根系在土體中的形態(tài)變化萬千，不同形態(tài)的根系對(duì)土體加固狀態(tài)有何影響。根據(jù)紅葉石楠根系的形狀特征，將根系分為Y型根系、主直根系、水平根系3種類型。3種類型根系拉拔參數(shù)與根系表面積的擬合曲線如圖5—6。由圖5—6可知，3種根系的拉拔參數(shù)隨根系表面積的增加呈對(duì)數(shù)或冪函數(shù)形式增加，且增加趨勢(shì)幾乎相同。分析原因?yàn)橥环N根系的微觀組成成分相同，根系表面積相同時(shí)，根系拉拔參數(shù)變化不大。

圖5 根系拉拔力與根系表面積的關(guān)系

圖6 根系單位面積拉拔力與根系表面積的關(guān)系

2.4 根系形態(tài)與拉拔力-時(shí)間的關(guān)系

灌木根系在不同含水率下的拉拔力與時(shí)間的關(guān)系如圖7所示。由7圖可知，隨著拉拔時(shí)間延長(zhǎng)，根系與土體接觸面開始逐漸被激活，拉拔力逐漸增加，當(dāng)根土接觸面強(qiáng)度完全被激活時(shí)，根系拉拔力達(dá)到最大值，隨著拉拔位移的進(jìn)一步增加，土體對(duì)根系的黏聚摩擦作用逐漸減弱，出現(xiàn)兩種拔出情況： ①土體對(duì)根系的包裹作用減弱促使根系被迅速拔出。 ②根系拉拔力達(dá)到一定程度時(shí)，側(cè)根周圍土體承受向上的非均布力，達(dá)到土體強(qiáng)度時(shí)，根系周邊土體裂縫擴(kuò)展至地表，土體發(fā)生整體連續(xù)破壞，土體對(duì)根系的包裹作用減弱甚至消失，根系被拔出。拉拔力—位移曲線因人為手動(dòng)拉拔，有一定的誤差，拉拔曲線出現(xiàn)波動(dòng)。由圖7可知，灌木根系拉拔力—時(shí)間曲線主要呈兩種形式，第1種形式呈緩慢上升、上下波動(dòng)和急劇下降3個(gè)階段，即拉拔硬化型；第2種形式呈緩慢上升、緩慢下降2個(gè)階段，即拉拔軟化型。由圖7可知，主直根系的拉拔力—時(shí)間曲線在含水率為10%，20%，25%時(shí)，拉拔曲線呈拉拔硬化型；含水率為15%時(shí)，拉拔曲線呈拉拔軟化型；水平根系的拉拔力—時(shí)間曲線在含水率為15%和17.5%時(shí)，拉拔曲線呈拉拔硬化型；含水率為20%，22.5%，25%時(shí)，拉拔曲線呈拉拔軟化型；Y型根系的拉拔力—時(shí)間曲線在含水率為15%，17.5%時(shí)，拉拔曲線呈拉拔硬化型；含水率為20%，22.5%，25%時(shí)，拉拔曲線呈拉拔軟化型。分析原因?yàn)橹髦备翟诤蕿?0%時(shí)，由于低含水率不足以使土粒與根系間形成有效的結(jié)合水膜，產(chǎn)生的膠結(jié)力的大小不足以抵抗根系拔出力，因此根系容易被激活，根系激活后被迅速拔出，拉拔力—時(shí)間曲線呈拉拔硬化型；當(dāng)含水率為20%，25%時(shí)，土粒間的結(jié)合水膜變厚，水分子間產(chǎn)生的潤(rùn)滑作用會(huì)削弱甚至消除結(jié)合水膠結(jié)作用，從而使根土之間的結(jié)合力降低，根系同樣容易被激活，根系激活后被迅速拔出，拉拔力—時(shí)間曲線呈拉拔硬化型；當(dāng)含水率為15%時(shí)，接近拉拔根系最優(yōu)含水率，根土間黏聚力由生物黏聚力、根土摩擦力和結(jié)合水形成的膠結(jié)力共同組成，因此測(cè)得的黏聚力值會(huì)明顯增大，根系全段激活后，根土間殘余的摩擦黏聚力繼續(xù)抵抗外界拉拔力，拉拔力—時(shí)間曲線呈拉拔軟化型。水平根系和Y型根系在含水率為15%，17.5%時(shí)，接近拉拔根系最優(yōu)含水率，同樣由于結(jié)合水的膠結(jié)作用會(huì)增大根土間黏聚力值，且根系分布中與拉拔力的作用方向?yàn)榉瞧叫嘘P(guān)系時(shí)，根系拔出過程中還需克服上覆土體的重力作用，因此根系拉拔破壞需要更大的拉拔力，但在達(dá)到根土摩擦最大拉拔力時(shí)，根系周邊土體被側(cè)根根系擠壓導(dǎo)致破壞，根土黏聚力急劇減小甚至消失，根系被迅速拔出，拉拔力—時(shí)間曲線呈拉拔硬化型；當(dāng)含水率為20%，22.5%，25%時(shí)，土粒間的結(jié)合水膜變厚，水分子間產(chǎn)生的潤(rùn)滑作用會(huì)削弱甚至消除結(jié)合水膠結(jié)作用，從而使根土之間的結(jié)合力降低，根系最大拉拔力相應(yīng)減小，但此時(shí)土體破壞強(qiáng)度隨著土體含水率的增加而減小，側(cè)根根系擠壓土體導(dǎo)致土體逐步破壞，根系逐漸被拔出，拉拔力—時(shí)間曲線呈拉拔軟化型。

圖7 3種根系形態(tài)的拉拔力-時(shí)間曲線

3 討 論

3.1 根系夾角與拉拔力的討論

多種灌木根系與土壤相互作用的研究已比較廣泛，提供了必要的借鑒作用。劉亞斌等[16]通過研究得出根土間摩擦力主要由主根根系提供，側(cè)根主要是增大根土間摩擦力及對(duì)應(yīng)的根系位移，本文結(jié)論與此一致，含有側(cè)根的紅葉石楠拉拔力大于主直根系，文中又進(jìn)一步定量研究了根系夾角與拉拔力的關(guān)系，得到夾角越大拉拔力越大，原因?yàn)楦祳A角越大，需要破壞的根土共同面積越大。為根系拉拔模型的研究提供了借鑒作用。

3.2 土壤含水率與根系拉拔力的討論

劉小光等[6]通過對(duì)根系拉拔力與土壤含水率的關(guān)系研究后發(fā)現(xiàn)，根系最大拉拔力與土壤含水率呈二次函數(shù)關(guān)系，本文研究發(fā)現(xiàn)主直根系隨土壤含水率的增加先增大后減小，呈二次函數(shù)關(guān)系，與已有結(jié)論相一致，本文進(jìn)一步得出Y型根系和水平根系最大抗拉阻力隨土壤含水率的增加逐漸遞減，無峰值出現(xiàn)，分析出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因?yàn)閅型根系及水平根系的破壞模式為根土共同破壞，根系與接觸面土體顆粒發(fā)生錯(cuò)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)，含水率越大，根系附近土體破壞越快；主直根系根土間的作用力與土顆粒表面弱結(jié)合水膜的厚度息息相關(guān)，隨著含水率增加，根土間黏聚力達(dá)到最大值，含水率繼續(xù)增大，水的潤(rùn)滑作用導(dǎo)致根系與土體間的摩擦系數(shù)減小。

3.3 根系形態(tài)與固坡效果的討論

在實(shí)際工程應(yīng)用中，以主直根系為主的植被在邊坡防護(hù)中應(yīng)用較少，由于須根較少，在根系被拔出的過程中僅需要克服主直根系與土體間的黏聚力，錨固能力差導(dǎo)致邊坡易由淺層失穩(wěn)發(fā)展成深層破壞；應(yīng)用較多的灌木種類普遍含有較豐富的主直根系并伴有大量須根，在受到外界作用力時(shí)，需同時(shí)克服主根和須根與土體間的黏聚力和摩擦力，抗拉阻力處于居中水平；含有多種根系分布形式，且二級(jí)側(cè)根比較發(fā)達(dá)的灌木種類，根系的受力形式豐富多彩，在受到外力作用時(shí)不僅需要克服主根及須根與土體的摩擦黏聚力，而且需克服主根與須根之間由于節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的特殊拉拔力，當(dāng)三者均被克服時(shí)根系逐漸被拔出，其在邊坡中的錨固力處于最大水平，最適合于邊坡防護(hù)工程。通過以上論述在一定程度上驗(yàn)證了以紅葉石楠為代表的多根系形態(tài)的灌木在邊坡工程防護(hù)中應(yīng)用的效果及價(jià)值。

4 結(jié) 論

(1) 紅葉石楠根系以水平根居多，約占1/2，主直根及Y型根其次，各約占1/4。

(2) Y型根系和水平根系最大拉拔力隨含水率的增加呈對(duì)數(shù)、指數(shù)減小，而主直根系隨含水率的增加呈先增大后減小的趨勢(shì)，且最優(yōu)含水率在17.5%左右。

(3) Y型根系的最大拉拔力隨根系夾角的增加逐漸增大，而根系全段激活時(shí)間隨根系夾角的增加呈先減小后增大的趨勢(shì)，在夾角為75°時(shí)最容易被激活；Y型根系及主直根系的最大拉拔力均隨二級(jí)側(cè)根數(shù)的增加呈線性增加，主直根系最大拉拔力的增加趨勢(shì)大于Y型根系。

(4) 3種根系的最大拉拔力隨根系表面積的增加呈對(duì)數(shù)或冪函數(shù)形式增加，且增加趨勢(shì)幾乎相同；根系形態(tài)對(duì)拉拔參數(shù)的影響不大。

(5) 主直根系在含水率為10%，20%和25%時(shí)，拉拔曲線呈拉拔硬化型，含水率為15%時(shí)，拉拔曲線呈拉拔軟化型；水平根系和Y型根系在含水率為15%和17.5%時(shí)，拉拔曲線呈拉拔硬化型，含水率為20%，22.5%，25%時(shí)，拉拔曲線呈拉拔軟化型。