نقش توأمان قطر و تراکم ریشه درخت بید بر مقاومت برشی خاک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران، ایران

2 دانشگاه تربیت معلم، تهران، ایران

چکیده

پایدارسازی ترانشه‌های طبیعی و دامنه‌های مستعد لغزش از نظر ایمنی شهروندان، حفظ محیط زیست، مهندسی رودخانه و منابع طبیعی حائز اهمیت است. استفاده از ریشه درختان به منظور تقویت توده‌های خاک از راهکارهای مناسبی است که مورد توجه محققان بسیار قرار گرفته است. در این تحقیق ، اثر توأم قطر و تراکم ریشه بر مقاومت برشی خاک مورد بررسی قرار می‌گیرد.  هجده آزمایش برش مستقیم برجا در خاک دارای ریشه درخت بید (biddow) انجام و نتایج آن با خاک بدون ریشه مقایسه شد. پارامتر جدیدی به نام "شاخص قطر-تراکم ریشه" (RDDI) تعریف شد که بازتاب کننده پراکنش قطر و تراکم ریشه در خاک است. نتایج نشان داد که با افزایش RDDI چسبندگی ظاهری خاک و در نتیجه مقاومت برشی خاک زیاد و بالعکس زاویه اصطکاک داخلی خاک کاهش می‌یابد، اما از آنجا که میزان این تغییرات قابل ملاحظه نیست در مجموع مقاومت برشی توده مسلح شده به ریشه افزایش می‌یابد. در پایان به منظور استفاده مهندسان طراح، روابط کاربردی برای محاسبه مقاومت برشی افزوده شده به خاک ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Diameter and Density of Willow Roots on Shear Resistance of Soils

نویسندگان [English]

  • M. H. Davoudi 1
  • M. Fatemi Aqda 2
1 Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Teran, Iran
2 Tarbiat Moallem University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Stabilization of potentially sliding terraces and natural slopes are of great importance from view point of resident security, environment protection, river engineering and water and soil conversation. Soil reinforcement using tree toots is one of methods being studied by many researchers. Most of them have worked on the effect of root density and few of them on the root diameter leading to contradicting results. In this paper the combined effect of root diameter and density on the shear resistance of soil is investigated by series of in-situ direct shear tests. Eighteen tests were carried out on soil having Willow roots and the results were compared with those of non rooted soil as reference. To explain the observations, a new parameter referred to as root diameter-density index (RDDI) was defined. The results reveal that an increase in RDDI causes a significant increase in the apparent cohesion of rooted soil, but a little decrease in the internal friction angle. In both cases the rate of variation decreases with increasing RDDI and tends to a little value; however the extreme values of 212% and -15% were observed respectively. As general conclusion for rooted soils, the dominance of variation of apparent cohesion with respect to that of internal friction angle results the shear resistance ameliorates within a range of RDDI, and for further values it tends to a stabilized value. Also, for practical purposes, a relation was developed to be used by designer engineers.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Slope Stabilization
  • Soil shear resistance
  • Apparent cohesion
  • Internal friction angle
  • Root diameter
  • Root density

کتابنگاری

استیری، غ .ر.، فتاحی، م. ع .، 1380- "استفاده از روش بیو مهندسی در تثبیت شیبها".دومین سمینار زمین لغزش و کاهش خسارات آن، تهران، ص 401-408
 داودی، م. ه.،  فاطمی‌عقدا،  م.،   نوذری، ح .، شاه‌علیپور، غ، ر.، 1383- بررسی اثر قطر ریشه درخت بر مقاومت برشی خاک"، مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی.
 داودی، م، ه .،  نیک کامی، د.،  امام جمعه، س،  ر.ف 1383-  " تأثیر ریشه درخت بر مقاومت برشی خاک با استفاده از آزمایشات بزرگ مقیاس".پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، گزارش نهایی طرح تحقیقاتی. 155 ص.
شفاعی بجستان، م. و سلیمی گل شیخی، م.،  1381- "تعیین اثر ریشه درختان پده و گز بر مقاومت برشی خاک ساحل کارون در محل"، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، جلد ششم، شماره چهارم، ص. 27-40
 عامل سخی، م.،   قضاوی، م.،  1380- "تأثیر تراشه لاستیک‌های فرسوده بر پارامترهای مقاومت برشی خاک"، دومین کنفرانس زمین‌شناسی مهندسی و محیط زیست ایران، تهران، ص 483-491
 
References
Burroughs, E.R., Thomas, B.R.,1977- Declining root strength in Douglas-fir after felling as a factor in slope stability, USDA For Serv. Res. Pap. INT-190.
Nilaweera, N.S., 1994- Influence of Hardwood Roots On Soil Shear Strength And Slope Stability In Southern Thailand, Ph.D. Dissertation, Asian Institute of Technology, Bankok.
O’Loghlin, C.L.,1984- Effective of Introduced Forest Vegetation For Protecting Against Landslides And Erosion In New Zealand Steep Lands, Paper presented to Symposium on effects of forest landuse on erosion and slope stability, Honolulu, Hawaii.
Tengbeh, G.T., 1989- The Effect of grass cover on Bank Erosion, Ph.D. Thesis, Silsoe College, Cranfield Institute of Technology.
Waldron, L.J., 1977- Shear Resistance of Root-Permeated Homogeneous And Stratified Soils, Soil science Society of America Jour., 41: 343-349.
Yarbrough, L.D., 2000- Channel Bank Stability Analysis And Design Considering the Effects of Riparian Vegetation And Root Reinforcement, University of Mississippi, Thesis for Master Degree.
Ziemer, R., 1981- Roots And Shallow Stability of Forested Slopes, International Association of Hydrological Sciences, Publications No .132.pp.343-361.