건조에 영향을 미치는 Cynodon dactylon 뿌리 시스템에 대한 연구

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13052(2023) 이 기사 인용

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팽창성 토양은 수분 흡수 팽창 및 수분 손실 수축의 놀라운 특성을 나타내므로 자연의 건습 환경이 교대로 반복되는 경우 균열이 발생하기 쉽습니다. 팽창된 토양에 균열이 발생하고 발달하면 산사태와 같은 치명적인 엔지니어링 사고가 발생할 수 있습니다. 식생 보호는 광대한 토양 경사면을 안정화하고 생태학적 보호 요구 사항을 충족시키는 중요한 접근 방식입니다. 본 연구에서는 실내 실험과 이론적인 분석 방법을 통해 건식습윤 사이클을 거친 팽창성 토양의 균열 발달과 전단강도에 Cynodon dactylon 뿌리가 미치는 영향을 분석하고 뿌리의 균열 발달과 전단강도 붕괴의 관계를 분석하였다. - 도핑된 광대한 토양이 탐색되었습니다. 또한 영양뿌리계 작용의 메커니즘도 밝혀졌다. 결과는 Cynodon dactylon 뿌리 시스템이 광대한 토양의 균열 발생에 상당한 억제 효과를 발휘한다는 것을 보여줍니다. 뿌리가 도핑된 팽창성 토양의 균열 지수는 건습 사이클 과정에서 중요한 위상 특성을 나타냅니다. 뿌리 시스템의 균열 차단 및 강화 효과는 뿌리 대 토양 질량 비율이 증가하고 뿌리 직경이 감소함에 따라 뚜렷해집니다. 더욱이, 팽창성 토양에서 균열이 발생하는 과정은 토양 전단강도의 감소를 동반합니다. 균열 발생과 전단강도 붕괴 사이의 정량적 관계는 사면토의 안정성을 예측하는 기초가 될 수 있습니다. 전반적으로, 결과는 광대한 토양으로 경사면을 보호하는 식생 기반 접근 방식의 잠재력을 강조하고 광대한 토양이 있는 지역의 생태 보호 및 엔지니어링 설계에 대한 실질적인 의미를 갖습니다.

팽창성 토양은 균열, 팽창 및 수축, 초압밀화의 특성을 갖는 유연성이 높은 점토입니다. 몬모릴로나이트와 같은 친수성 광물이 풍부하기 때문에 수분 함량의 변화는 토양의 상당한 습윤 팽창 및 건식 수축 변형을 유발하여 균열이 발생하게 됩니다1,2. 강우와 증발의 반복적인 순환은 균열 과정을 더욱 악화시켜 전반적인 토양 구조를 악화시킵니다. 결과적으로 광대한 토양의 강도가 손상되어 경사 산사태 및 도로 균열과 같은 다양한 지질 공학적 문제가 발생합니다3,4,5. 광대한 토양 경사면의 장기적인 안정성 보존은 공학 분야에서 중요한 관심사로 대두되었으며, 이 문제를 해결하기 위한 효과적인 솔루션이 필요합니다.

국내외 학자들은 광범위한 실제 탐사를 통해 광대한 토양 사면의 보강에 관한 상당한 전문 지식을 축적해 왔습니다. 광대한 토양 경사면6,7,8,9과 관련된 위험을 완화하기 위해 엔지니어링 실무에서 다양하고 엄격하고 유연한 보호 조치가 적극적으로 채택되었습니다. 그러나 전통적인 지지 방법의 내구성과 경제적 효율성은 차선책으로 인해 연구자들은 섬유10,11,12, 석회13,14,15 및 비산회16,17를 토양에 통합하는 것과 같은 대체 접근법을 모색하게 되었습니다.

최근 몇 년 동안 생태학적 경사면 보호 방법을 사용하는 데 따른 기술적, 경제적 이점은 물론 생태학적 이점에 대한 관심이 높아지고 있습니다. "유연성 및 녹색 보호로 확장 처리"라는 개념은 광범위한 토양 보호 관리에 대한 새로운 접근 방식으로 등장했습니다5,18. 이러한 연구는 경사면 엔지니어링19에 대한 환경 보호 조치의 강화 효과와 생태학적 복원 잠재력을 입증했으며 뿌리 시스템과 토양 균열20,21,22,23,24 사이의 밀접한 관계와 뿌리 성장 사이의 강한 상관관계를 강조했습니다. 특성 및 경사 안정성25,26. 그러나 이러한 중요한 발견에도 불구하고 식생뿌리가 팽창성 토양 균열의 발달에 미치는 영향은 기존 문헌에서 완전히 다루어지지 않았으며, 뿌리 성장 특성이 팽창성 토양 균열의 발달에 미치는 영향에 대한 논의가 부족합니다. .