Effects of Drought Stress on Shear Resistance of <italic style="font-style: italic">Cynodon dactylon</italic> Root⁃Soil Composite

Xiao Hai; Wei Zhewen; Xia Zhenyao; Liu Deyu; Xiang Rui; Yan Rubing; Shi Hongqiang; Ding Yu; Zhang Lun

doi:10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.04.003

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Effects of Drought Stress on Shear Resistance of Cynodon dactylon Root⁃Soil Composite

Basic Research | 更新时间：2026-09-10

- Effects of Drought Stress on Shear Resistance of Cynodon dactylon Root⁃Soil Composite
- Journal of Soil and Water Conservation Vol. 40, Issue 4, Pages: 97-104(2026)
- 作者机构：
  
  1.三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北宜昌 443002
  2.三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌443002
  3.三峡大学三峡库区生态环境教育部工程研究中心，湖北宜昌 443002
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.04.003
  CLC： S688.4
- CSTR：32310.14.stbcxb.2026.04.003
- Received：04 November 2025，
  
  Revised：2026-02-10，
  
  Accepted：05 March 2026，
  
  Online First：24 March 2026，
  
  Published：28 August 2026
- 稿件说明：
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肖海，魏哲文，夏振尧，等.干旱胁迫对狗牙根根土复合体抗剪性能的影响［J］.水土保持学报，2026，40（4）：97-104.

Xiao Hai， Wei Zhewen， Xia Zhenyao， et al. Effects of drought stress on shear resistance of Cynodon dactylon root⁃soil composite［J］. Journal of Soil and Water Conservation， 2026， 40（4）：97-104.
肖海，魏哲文，夏振尧，等.干旱胁迫对狗牙根根土复合体抗剪性能的影响［J］.水土保持学报，2026，40（4）：97-104. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.04.003. CSTR： 32310.14.stbcxb.2026.04.003.

Xiao Hai， Wei Zhewen， Xia Zhenyao， et al. Effects of drought stress on shear resistance of Cynodon dactylon root⁃soil composite［J］. Journal of Soil and Water Conservation， 2026， 40（4）：97-104. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.04.003. CSTR： 32310.14.stbcxb.2026.04.003.

摘要

目的

探究干旱胁迫对三峡库区消落带根系固土效果的影响，为三峡库区消落带植被恢复、水土治理及生态环境的保护提供理论依据。

方法

以狗牙根根土复合体为研究对象，通过野外挖取，经适应性养护后采用盆栽控水模拟干旱，试验设置不同干旱程度（CK对照、中度干旱MD和重度干旱SD）、干旱时长（0、5、10、15、30、60 d）及含根量（素土0%、0.1%、0.2%和0.3%）处理，对重塑试样开展直剪试验，分析干旱程度、干旱时长对狗牙根根土复合体抗剪性能的影响，并结合根系微观试验揭示干旱胁迫对根系固土效果影响的微观机制。

结果

1）各条件下试样均表现为明显的应变硬化型破坏特征，干旱胁迫和根系掺入对试样应力-应变曲线变化规律影响不大。2）短时间的中度干旱可提升狗牙根根土复合体抗剪强度，而长时间重度干旱使抗剪强度显著下降（

0.05）。根系掺入可明显提升土体抗剪强度，且其提升效果随根系含量的增加而增加，CK、MD和SD组根土复合体抗剪强度相较素土处理分别提升8.70%~51.52%、4.35%~63.64%和-13.04%~39.39%。3）黏聚力对干旱胁迫和根系掺入的响应规律与抗剪强度一致，内摩擦角则呈波动稳定趋势。CK、MD和SD组根土复合体黏聚力相较素土处理分别提升42.46%~63.99%、15.08%~67.50%和15.08%~48.49%；内摩擦角分别提升1.55%~1.83%、-1.61%~1.68%和-1.16%~1.43。

结论

短时间的中度干旱胁迫可一定程度上提升狗牙根根土复合体抗剪性能，但过度胁迫极大破坏狗牙根根系结构并削弱根土复合体抗剪强度。

Abstract

Objective

This study investigates the effects of drought stress on soil reinforcement performance of root systems in the water-level fluctuation zone of the Three Gorges Reservoir area， providing a theoretical basis for vegetation restoration， soil and water conservation， and ecological protection in this area.

Methods

Taking the root-soil composite of

Cynodon dactylon

as the research object， samples were collected from the field and subjected to adaptive maintenance. Drought conditions were simulated through controlled water supply in pot experiments. The experiment established treatments of different drought intensities （CK for control， moderate drought MD， and severe drought SD）， drought durations （0， 5， 10， 15， 30， and 60 days）， and root contents （0% for bare soil， 0.1%， 0.2%， and 0.3%）. Direct shear tests were conducted on the remolded samples to analyze the effects of drought intensity and drought duration on the shear resistance of the

Cynodon dactylon

root-soil composite. In addition， the microscopic mechanisms of the effects of

drought stress on the soil reinforcement performance were revealed through microscopic tests of roots.

Results

1） Samples under all conditions exhibited distinct strain-hardening failure characteristics， and drought stress and root incorporation had little effect on the variation patterns of stress-strain curves. 2） Short-term moderate drought improved the shear strength of the

Cynodon dactylon

root-soil composite， while long-term severe drought significantly reduced the shear strength （

0.05）. Root incorporation significantly increased the soil shear strength， and the enhancement performance increased with the increase of root content. Compared with the bare soil treatment， the shear strength of the root-soil composite in CK， MD， and SD groups increased by 8.70%-51.52%， 4.35%-63.64%， and -13.04%-39.39%， respectively. 3） The response patterns of cohesion to drought stress and root incorporation were consistent with those of shear strength， while the internal friction angle remained relatively stable with slight fluctuations. Compared to bare soil treatments， the cohesion of the root-soil composite for CK， MD， and SD groups increased by 42.46%-63.99%， 15.08%-67.50%， and 15.08%-48.49%， respectively， while the internal friction angle increased by 1.55%-1.83%， -1.61%-1.68%， and -1.16%-1.43%， respectively.

Conclusion

Short-term moderate drought stress can improve the shear resistance of the

Cynodon dactylon

root-soil composite

to a certain extent， but excessive stress severely damages the root structure and reduces the shear strength of the root-soil composite.

关键词

Keywords

references

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Effects of Drought Stress on Shear Resistance of Cynodon dactylon Root⁃Soil Composite

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