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Engineering properties of Leucaena leucocephala for prevention of slope failure

Engineering properties of Leucaena leucocephala for prevention of slope failure. 銀合歡的工程特性預防邊坡破壞 O.Normaniza*,H.A.Faisal,S.S.Barakbah 第八組 邱倍堅 7099042008 江志文 7099042027. 簡報大綱. オタク 研究室. オタク 研究室. 介紹. 實驗方法. 結果與討論. 結論. 前言. 過去幾年，環保意識抬頭，人們期望在追求社會與經濟發展，同時也能兼顧生態永續發展。而生態工程是我們認為最有可能實現這理想的手段。.

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Presentation Transcript

  1. Engineering properties of Leucaena leucocephala for prevention of slope failure 銀合歡的工程特性預防邊坡破壞 O.Normaniza*,H.A.Faisal,S.S.Barakbah 第八組 邱倍堅7099042008 江志文7099042027

  2. 簡報大綱 オタク研究室 オタク研究室

  3. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 前言 過去幾年，環保意識抬頭，人們期望在追求社會與經濟發展，同時也能兼顧生態永續發展。而生態工程是我們認為最有可能實現這理想的手段。 Slope bioengineering is the use of living plant materials to perform some engineering and ecological functions for slope stabilization(邊坡穩定) and site restoration(現場恢復)(Li and Eddleman, 2002) オタク研究室

  4. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 植物根系 The mechanical or reinforcing effect of plant rootson the stability of slopes is mainly attributed to, inter alia, theincrease of shear strength of the soil (Wu, 1995). Roots increasesoil shear strength by anchoring a soil layer and by forming abinding network within the layer (Ziemer, 1981). オタク研究室

  5. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 為什麼選擇銀合歡 (Leucaena leucocephala)? Amongst the versatile leguminous trees, Leucaena leucocephala has been determined as a potential slope plant (Parera,1982). It is a multipurposetree which profusely produces propagules (beans)(生產) andhas been used as an erosion control plant.(沖蝕控制) It was also recentlyreported that L. leucocephala showed high tolerance(高容忍)and survival(高存活)and is a potential plant in the revegetation of lagoon ashin China (Cheung et al., 2000). オタク研究室

  6. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 實驗目的 The objective of this paper is to quantify(量化) the root effect to slope stability in terms of root profile (根型對於邊坡穩定的影響)and rootreinforcement capacity of the species studied. (根種類對固土能力的評估) 方法 1. Root profile experiment(根型實驗) 2.soil-root matrix experiment(根與土基質實驗) オタク研究室

  7. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 Root profile experiment(根型實驗) Plant materials 1. 將銀合歡種在直徑30cm、高200cm的PVC管裡，管內填充邊坡土壤 2. 實驗分成6月和12月二個組別，每個組別都各有三株銀合歡 3. 實驗採取完全隨機設計(CRD)，正常大氣壓力、相對濕度60~81%RH、發揮最大光合作用的放射線(PAR)2000μEm-2s-1以及溫度21~34度C之間 4. 每天澆水2次 オタク研究室

  8. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 Root profile experiment(根型實驗) Soil 土壤採集自邊坡並 接受土壤標準試驗 決定土樣基本性質 根據粒徑分析曲線 將土樣分類為silty sand沉泥質砂土 オタク研究室

  9. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 Root profile experiment(根型實驗) Root length density (RLD) 根長: 使用葉片影像分析求得 土壤體積: 長200cm的PVC管分割出40cm的土深，可以得到0.0283立 方公尺的土體積 オタク研究室

  10. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 Root profile experiment(根型實驗) Water absorption capacity (WAC) 根據Baker(1994)的定理，根吸收的水有98%蒸散至大氣 オタク研究室

  11. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 soil-root matrix experiment(根與土基質實驗) Plant materials 1.植物種類:銀合歡、B.purpurea、B.orellana三種植物 2.將植物種在截面積300mm*300mm的剪力盒中央 3.植物生長期間分成6月和12月二組，每種植物每組各三株 4.生長條件:相對濕度70~90%RH、發揮最大光合作用的放射線(PAR)2025μEm-2s-1以及溫度32~38度C之間 オタク研究室

  12. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 soil-root matrix experiment(根與土基質實驗) Shear box preparation 1.三個perspex box(帕斯佩有機玻璃盒)尺寸為300mm*300mm*200mm將之堆疊成高60cm的方柱體 2.將邊坡土填入方柱體，分層夯打至60cm高，平均乾密度1800kg/m3 オタク研究室

  13. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 soil-root matrix experiment(根與土基質實驗) Laboratory testing 1.根據1990英國標準方法BS1377:Part7:1990:5進行直接剪力試驗 2.正向應力分成10、20和30kPa オタク研究室

  14. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 Root profile of L.leucocephala Root length density (RLD) 1.根長密度(RLD)隨著土深增加而減少 2.時間愈長，根長密度(RLD)增加，有助於邊坡穩定 オタク研究室

  15. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 Root profile of L.leucocephala Water absorption capacity (WAC) 1.土體含水量增加、抗剪強度減少會導致根系固土能力下降 2.吸水能力好的植物可以使邊坡土壤飽和度下降，坡土較乾也較穩定 オタク研究室

  16. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 Root profile of L.leucocephala Water absorption capacity (WAC) オタク研究室

  17. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 soil-root matrix L.leucocephala Shear strength,cohesion and friction factors 銀合歡生長6個月後， 根系大幅增加土壤凝 聚力，使土壤抗剪強 度增強 オタク研究室

  18. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 soil-root matrix L.leucocephala Shear strength,cohesion and friction factors 植物生長6個月 後，對土壤的 摩擦角並沒有 太大的影響 オタク研究室

  19. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 soil-root matrix L.leucocephala Shear strength,cohesion and friction factors 植物生長12 個月後，土 壤的凝聚力 有明顯的上升 オタク研究室

  20. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 soil-root matrix L.leucocephala Shear strength,cohesion and friction factors 植物生長12個月後，銀 合歡和B.purpurea的摩 擦角在土深0.3m有顯著 的升高，但是在其他土 深卻不明顯 オタク研究室

  21. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 soil-root matrix L.leucocephala Shear strength,cohesion and friction factors オタク研究室 所有植物對土壤凝聚力的貢獻隨時間增加而上升

  22. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 soil-rootmatrix L.leucocephala Shear strength,cohesion and friction factors オタク研究室 所有植物對土壤摩擦角的貢獻沒有明顯隨時間改變

  23. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 soil-root matrix L.leucocephala Relationship between shear strength and root profiles 植物的根在到達土 深60cm時的根密 度，可增加土壤抗 剪強度進而穩定土 壤，減少表土沖蝕 オタク研究室

  24. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 soil-root matrix L.leucocephala Relationship between shear strength and root profiles O’Loughlin(1984)指出 直徑1-20mm的細根貢獻大部分抗剪強度使土體強度增加。 凝聚力的增加，可能是因為植物根纖維的數量增加所造成的。 細根團接近地表可以像草一般覆蓋在地表，防止表土沖蝕。 Rickson和Morgan(1988)也指出 細根在一個地方所佔的百分比增加，能使土壤流失比率減少。 主根和細根的結合增強土壤基質抗剪強度。 オタク研究室

  25. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 銀合歡在6月~12月期間根系固土能力的增加率 オタク研究室

  26. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 所有試驗植物在12個月後根系固土能力的比較 オタク研究室

  27. 介紹 實驗方法 結果與討論 結論 1.在6月和12月的試驗中顯示了正向應力的增加也伴隨著抗剪強度的增加，符合土壤力學的定理 2.植生在靠近表土的地方根長密度(RLD)通常最高，對表土的影響較大 3.在所有試驗的植物中，銀合歡對於土壤能增加顯著的凝聚力，且能隨著時間的增長而增加 4.銀合歡主根的廣泛生長在土深0.1m有極大的抗剪強度 5.植物除了有力學的貢獻外，在水文方面也扮演了重要的角色，吸水能力高，土壤含水量就下降，地滑、沖蝕的風險就減小 オタク研究室

  28. 謝 謝 聆 聽

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