饱和黄土滑坡形成中的侧压力作用——以甘肃黑方台为例

由于长期农业灌溉水的入渗,甘肃黑方台黄土台塬区自1984年以来已发生滑坡130余次,以黄土层内滑坡为主,占90%以上。其形成机理具有特殊性,灌溉水大量入渗在黄土层底部形成20余米厚的饱和软弱基座,除使该层土体抗剪强度降低外,也使抗压强度降低,变形能力增强,在上部土体自重作用下,使饱和黄土向斜坡外侧发生强烈塑流变形。同时,在斜坡后部饱和黄土层中产生较大的侧压力,水平作用于前部斜坡体,助推其变形破坏和高速启程滑动,也是区内饱和黄土滑坡形成的动力来源之一。现场不同深度的侧压力观测资料表明,黑方台黄土台塬区侧压力主要产生在23.5 m以下的饱和黄土层中,达30~230 kPa,随着深度的增加而增大,作用于滑坡体的水平推力可达2236 kN/m。以黑方台2015年发生的4·29罗家坡滑坡为例,按不考虑侧压力和考虑侧压力分别计算其稳定系数为1.12和0.94,可见滑坡后部饱和黄土层中产生的侧压力对其形成有重要作用。     

饱和盐渍黏土弹塑性行为的试验及理论研究

为了研究孔隙溶液种类和浓度、超固结程度对饱和黏土应力–应变曲线和剪胀行为等力学性能的影响,开展一系列控制含盐条件和超固结比(OCR)的三轴压缩试验。试验结果指出,孔隙盐溶液的成分和浓度的变化会改变黏土的超固结程度、变形能力、剪胀比和临界状态线斜率,但对弹性模量的影响较小。因此,为了模拟饱和盐渍黏土的弹塑性行为,在UH模型的基础上建立一个新的化学弹塑性模型。该模型考虑渗透吸力对黏土力学特性的影响,可用于刻画不同含盐条件下饱和黏土的应力–应变行为。新模型首先借助等效应力的概念明确渗透吸力的贡献,给出饱和盐渍黏土的化学弹性理论。然后,借助渗透吸力推导饱和盐渍黏土的屈服面、硬化模量、应力–剪胀方程和本构关系。研究发现随着渗透吸力的增加,饱和盐渍黏土的屈服面在三维应力空间中变得愈加“矮胖”,超固结程度逐渐减弱,剪胀比也逐渐增大。此外,通过模型对不同渗透吸力下饱和盐渍黏土试验结果的模拟和对比分析验证模型的普适性和预测能力。     

汭河流域水土流失敏感性分析

汭河流域地形破碎、坡度陡峭以及汛期多暴雨等情况,导致其生态敏感区较大,水土流失现象严重。文章从地形、环境和人类活动3方面选取了9个引发水土流失的因子,在ArcGIS软件支持下,采用“双评价”指南中的水土流敏感性评价指数,计算了该流域水土流失空间敏感性大小。结果表明：汭河流域水土流失高敏感区和极高敏感区的面积分别为980.52、647.86km²,主要集中于崆峒区和泾川县。通过对研究区水土流失影响因素与敏感性结果进行比较分析表明,人类活动对水土流失的影响较大。研究结果可为汭河流域生态环境的保护与水土流失的防治提供科学参考。     

加筋条件和含水率对加筋土抗压强度和应力应变的影响

由滨海盐渍土的盐胀、溶陷和吸湿软化引起的土的低强度和大变形问题,可通过麦秸秆加筋的方法予以应对.加筋土的抗压强度及应力应变特性与麦秸秆的加筋长度、加筋率和土的含水率有关.加筋土的抗压强度试验结果证实:0.25%加筋率的加筋土抗压强度最大,0.20%和0.30%的次之;50 mm加筋长度加筋土的抗压强度最大,70 mm的最小.0.25%加筋率的加筋土应力应变曲线的峰值最大;随加筋长度的增加,加筋率对应力应变的影响程度降低.随加筋长度的增加.加筋土的应力应变曲线由应变软化型渐变为应变硬化型.以70 mm加筋长度的最为明显.低于最优舍水率,应力应变曲线存在峰值;高于最优含水率.加筋土逐渐转向塑性变形.总结麦秸秆加筋土的抗压强度和应力应变的变化规律,为后期的三轴抗剪强度及其偏应力应变特性研究提供借鉴.     

生物炭添加对农田土壤环境及作物生长影响研究

随着土壤环境的日益恶化,生物炭作为一种土壤改良剂受到广泛关注。文章论述了生物炭对土壤理化性质、作物生长发育及污染土壤修复等方面的影响。说明了生物炭对土壤改良和作物生长方面都有积极影响,也提出了目前生物炭在应用时存在的不足,这对生物炭的进一步发展提供了依据,也对提高中低产田的土壤肥力及生产力具有重要的学术意义。     

崆峒山国家地质公园地质遗迹再认识

崆峒山国家地质公园丹霞地貌是我国最典型、最壮观的丹霞地貌之一,具有极高的科学研究价值和科普价值。前人共查明崆峒山国家地质公园地质遗迹58处,对于地质遗迹的调查与研究相对滞后。通过本次详查研究,在崆峒山国家地质公园范围内共确定地质遗迹183处,其中新增地质遗迹125处;建立崆峒山地质遗迹类型划分体系,将公园内地质遗迹分为3个大类,8个类别,16个亚类;运用价值定性分析评价和多因素综合定量分析评价方法,综合评价确定世界级地质遗迹4处,国家级地质遗迹29处,省级地质遗迹44处,县(市)级地质遗迹106处。同时,对崆峒山国家地质公园地质遗迹开发保护、地质公园建设及地质灾害的预防与治理进行了再认识。总体认为崆峒山国家地质公园内地质遗迹整体价值较高,已初步具备了申请世界地质公园的潜力。     

碱激发地聚物固化盐渍土微观结构研究

碱激发地聚物胶凝材料能够有效固化硫酸盐渍土的根本机理在于改善固化土的微观结构。通过对比试验研究水玻璃、石灰粉煤灰和水玻璃石灰粉煤灰固化盐渍土的无侧限抗压强度和微观结构,阐述了水玻璃碱激发粉煤灰地聚物固化盐渍土微观结构效应。试验结果表明:石灰粉煤灰能够改善盐渍土颗粒级配,缩小孔径范围,降低孔隙体积,进而提高抗压强度;水玻璃能够胶结土颗粒成为团聚体,减小孔隙率和孔隙体积,其抗压强度受浓度影响较大;水玻璃石灰粉煤灰的孔隙特征不是最佳,但由于碱激发地聚物生成的水化凝胶物质填充了粒间孔隙,改善了颗粒胶结状况,抗压强度最高;碱激发地聚物固化盐渍土效果受碱激发反应程度的影响,反应程度越高,固化效果越好。     

基于灰色关联协同BP神经网络对泥石流的易发性预测

文章以白龙江流域内30条粘性泥石流沟为研究对象,利用灰色关联理论筛选出7个孕灾因素BP神经网络的输入层进行训练,以泥石流沟道危险等级为样本输出,调试并获取BP神经网络的最优模型结构。此模型平均百分比误差为(MAPE)为3.9607%,且网络R校正集、R验证集和R测试集分别为0.99876、0.98115和0.98932,模型拟合情况良好、可信度高,实现泥石流沟道易发性快速预测。     

填料类型对季节冻土区覆盖效应的影响

季节冻土区高速公路路面的大面积覆盖层使得路基填料内部水分在外界温度梯度和路面隔水作用下向上迁移并累积,加剧了路基的冻胀和融沉危害.通过室内试验,重现了季节冻土地区路基覆盖效应形成过程,建立非饱和土的"水-汽-热"模型,仿真分析中国兰州某地区不同路基填料覆盖效应形成过程和差异.结果表明,季节温度作用下土体水分向不透水层底部聚集,且聚集现象随着冻融循环次数的增加而加剧;当路基填料分别为砂土、粉土和粉质黏土时,由于填料导热性能和持水性能的差异,最大冻结深度分别为1.21、0.97和0.89 m;不同覆盖层下的水分运移均以水汽为主,以粉土作为填料时的水汽迁移现象最明显,砂土、粉质黏土和粉土填料路基对应的水分迁移量分别为0.68%、2.86%和12.56%,三者水分聚集深度依次变浅.可见在已有的粉土路基工程中应重点防治水汽迁移引起的路基病害.     

碎麦秸垫膜覆盖对民勤绿洲食葵产量及土壤酶活性的影响

为解决民勤绿洲灌区水资源短缺、土壤耕层状况恶化、食葵产量不佳等问题,在民勤灌区设置无覆盖(CK)、秸秆覆盖(S)(秸秆量为4 500 kg/hm²)、地膜覆盖(F)、碎麦秸垫膜覆盖(SF₁)(秸秆量为4 000 kg/hm²)、碎麦秸垫膜覆盖(SF₂)(秸秆量为4 500 kg/hm²)5个处理,采用当地农户普遍的灌溉水平(750 m³/hm²),研究了食葵生长状况及土壤酶活性的变化。结果表明：碎麦秸垫膜覆盖(SF₁)处理下土壤温度显著高于其他处理,并且有着更高的保水效果,保证了食葵的正常生长发育;碎麦秸垫膜覆盖(SF₁)条件下平均出苗率较CK处理提高了12.1%(P<0.05),较S处理的出苗率提高了9.7%(P<0.05);碎麦秸垫膜覆盖(SF₁)条件下食葵产量达到4 780.95 kg/hm²,较SF₂、F、...