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固沙先鋒樹種沙柳枝條力學特性及其影響因素

王爭賢  格日樂  崔天民  郝需婷  張永亮  斯琴  
【摘要】:以內蒙古干旱半干旱沙區固沙先鋒樹種沙柳(Salix psammophila)枝條為對象,研究其冬季休眠期抗拉、抗剪與抗彎力學特性,分析枝條長度、直徑及其化學組分等對其力學特性的影響,為豐富植物固沙能力的評估指標體系,也為沙柳平茬機具的研制提供生物力學依據。結果顯示:在測試徑級0.5~2.5mm時,沙柳枝條的極限抗拉力為14.05~52.02N、抗剪力為16.26~80.04N、抗彎力為1.02~3.54N,均隨著直徑的增大而增大,應力直徑遞增函數不同;極限抗拉強度為8.96~66.19 MPa、抗剪強度為8.04~39.87 MPa、抗彎強度為1 566.46~46.71MPa,均隨直徑的增大而減小,應力強度-直徑遞減函數不同。表明直徑是影響枝條力學特性的重要影響因子。隨著枝條長度的增長,其抗彎強度呈增大的趨勢,而抗拉強度和抗剪強度無明顯的變化規律;沙柳枝條極限抗拉力均值36.19±3.29N抗剪力均值50.04±4.54N,枝條極限抗拉強度均值31.01±2.81 MPa抗剪強度均值16.98±1.54MPa,說明枝條易破壞外力類型為剪切力。沙柳枝條抗拉強度、剪切強度和抗彎強度與纖維素、半纖維素含量呈顯著(P0.05)和極顯著(P0.01)正相關,與木質素含量呈顯著正相關(P0.05)。試驗結果表明影響枝條抗拉、抗剪和抗彎強度的因素中纖維素和半纖維素起主要作用,其次是木質素含量。

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