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固沙先锋树种沙柳枝条力学特性及其影响因素

王争贤  格日乐  崔天民  郝需婷  张永亮  斯琴  
【摘要】:以内蒙古干旱半干旱沙区固沙先锋树种沙柳(Salix psammophila)枝条为对象,研究其冬季休眠期抗拉、抗剪与抗弯力学特性,分析枝条长度、直径及其化学组分等对其力学特性的影响,为丰富植物固沙能力的评估指标体系,也为沙柳平茬机具的研制提供生物力学依据。结果显示:在测试径级0.5~2.5mm时,沙柳枝条的极限抗拉力为14.05~52.02N、抗剪力为16.26~80.04N、抗弯力为1.02~3.54N,均随着直径的增大而增大,应力直径递增函数不同;极限抗拉强度为8.96~66.19 MPa、抗剪强度为8.04~39.87 MPa、抗弯强度为1 566.46~46.71MPa,均随直径的增大而减小,应力强度-直径递减函数不同。表明直径是影响枝条力学特性的重要影响因子。随着枝条长度的增长,其抗弯强度呈增大的趋势,而抗拉强度和抗剪强度无明显的变化规律;沙柳枝条极限抗拉力均值36.19±3.29N抗剪力均值50.04±4.54N,枝条极限抗拉强度均值31.01±2.81 MPa抗剪强度均值16.98±1.54MPa,说明枝条易破坏外力类型为剪切力。沙柳枝条抗拉强度、剪切强度和抗弯强度与纤维素、半纤维素含量呈显著(P0.05)和极显著(P0.01)正相关,与木质素含量呈显著正相关(P0.05)。试验结果表明影响枝条抗拉、抗剪和抗弯强度的因素中纤维素和半纤维素起主要作用,其次是木质素含量。

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