红壤区崩岗侵蚀的土壤特性与影响因素研究

针对南方崩岗的发育与重力侵蚀密不可分的特点,利用野外采样和室内分析的方法,对南方第四纪红土、花岗岩、红砂岩发育形成的典型红壤的岩土力学性质、物理性质和颗粒组成进行了分析研究,探讨了崩岗侵蚀的土壤特性与影响因素。结果表明：（1）崩岗侵蚀与土壤的岩土力学性质有着密切的联系。第四纪红土、红砂岩、花岗岩土壤的抗剪强度依次降低、压缩性依次增大的规律与其崩岗侵蚀规模依次增大的现象相一致。（2）崩岗侵蚀与土壤的物理性质密切相关。花岗岩、红砂岩地区土壤稳定入渗率大有利于崩岗的发育,红砂岩地区崩岗集中在沟头分布的特征与其低液塑限性质有关。（3）土壤颗粒组成是影响崩岗发育的根本性物质因素。     

红壤区崩岗侵蚀的土壤特性与影响因素研究

针对南方崩岗的发育与重力侵蚀密不可分的特点，利用野外采样和室内分析的方法，对南方第四纪红土、花岗岩、红砂岩发育形成的典型红壤的岩土力学性质、物理性质和颗粒组成进行了分析研究，探讨了崩岗侵蚀的土壤特性与影响因素。结果表明：（1）崩岗侵蚀与土壤的岩土力学性质有着密切的联系。第四纪红土、红砂岩、花岗岩土壤的抗剪强度依次降低、压缩性依次增大的规律与其崩岗侵蚀规模依次增大的现象相一致。（2）崩岗侵蚀与土壤的物理性质密切相关。花岗岩、红砂岩地区土壤稳定入渗率大有利于崩岗的发育，红砂岩地区崩岗集中在沟头分布的特征与其低液塑限性质有关。（3）土壤颗粒组成是影响崩岗发育的根本性物质因素。     

鄂东南崩岗土体特性分析

崩岗是鄂东南花岗岩地区普遍存在的土壤侵蚀现象。对通城县五里镇2个典型崩岗后壁的4层土体进行了野外测定与室内理化分析。结果表明：土体第1层和第2层的黏粒、有机质、游离氧化铁等胶结物质较多,结构稳定性较强,土壤凝聚力较大,有较强的抗剪强度和抗冲抗蚀性;土体第3和第4层性质相反;一旦土体第1层和第2层被破坏,第3和第4层暴露,在瀑流作用下,很容易被水侵蚀而形成崩岗。这一结果可为崩岗侵蚀机理研究及崩岗治理提供科学依据。     

粘性土的含水率对其力学性质的影响

1含水率与土的性质之间的关系粘性土的状态因土中水量的变化而变化,各种粘性土有一个处于塑性状态的含水率范围,界限含水率就是这个范围的量度值,液限是塑性状态的上限,塑限是可塑状态的下限,含水率低于塑限时水分蒸发,屈服力增加到一定值,此时土处于固态状态;含水率高于液限时     

石灰固化泥液塑限及不排水剪切强度试验研究

针对某港口海相淤泥试样进行了室内落锥试验和十字板试验等,开展了确定液、塑限及不排水剪切强度的试验研究。结合试验结果分析了石灰掺入对阿太堡界限的影响,并对比了落锥试验和十字板试验确定的剪切强度。结果表明:对于原状淤泥,石灰掺入引起液限明显增大,但随着石灰掺量的增加,固化泥液限值逐渐减小;落锥法测定固化泥液限值总体上高于碟式仪测定的液限值;石灰掺入导致淤泥塑限明显增大,且固化泥塑限随石灰掺量的增加而逐渐增大;传统搓条法测定的塑限值低于落锥法测定的塑限值;石灰固化泥的塑性指数随石灰掺量的增加而减小;对比落锥法和十字板剪切法,两者在淤泥塑限附近的不排水剪切强度较为一致,而液限附近对应的不排水剪切强度相差较大。     

区域土的液限和塑限的相关性分析

在前人研究的基础上,结合北京地区地基土液限和塑限的相关关系,分析了区域土的液塑限关系的特点;尝试利用Bayes方法统计和分析土性参数,给出北京地区界限土的统计液限值。最后,给出有机质土的液塑限关系推导公式。     

不同含盐量及离子含量对土的界限含水率的影响规律研究

土中含盐量影响土的物理力学性能,研究细粒土中总盐含量及不同离子含量(硫酸盐和氯盐)对认识土的界限含水率的影响规律有重要意义。人工配制不同含盐量、不同离子含量的土样,测定土的界限含水率,并运用投影寻踪回归分析方法研究含盐量对土的界限含水率的影响。研究结果表明:加氯化钠时,随着含盐量的增加,土的液、塑限均有下降;加硫酸钠时,随着含盐量的增加,土的液、塑限均有上升,体积发生变化,出现膨胀现象;各加一半时,随着含盐量的增加,土的液限明显下降,塑限变化不大。     

粘性土的液限、塑限及粒度成分的相关性分析

液限、塑限是粘性土处于塑态时的上下界限含水率 ,是粘性土的主要特性指标 ,文章通过对大庆地区双阳河西支右堤沿线粘土料场的 1 0 8组室实验数据进行分析并对实验数据进行回归统计分析得出液限、塑限及粒度成分的近似关系的趋势     

鄂东南崩岗崩壁溯源侵蚀特征研究

为科学研究崩岗侵蚀机理,并提出合理有效的崩岗治理措施,采用野外试验与室内分析相结合的方法,对湖北通城县五里镇的两个典型崩岗崩壁溯源侵蚀进行了监测,并分析了相关影响因素。结果表明:崩壁溯源侵蚀是崩岗侵蚀最主要的特征;崩壁溯源侵蚀与降雨量和强雨强度密切相关,但不呈线性关系,同时也与崩岗侵蚀高程和植被覆盖度的变化有关。龛的出现和发展是导致崩壁溯源侵蚀的重要因素,龛越发育,则崩岗发生越快。治理崩岗的关键在于防止发生崩壁溯源侵蚀。     

化学成分对红黏土界限含水率的影响

为研究桂林地区红黏土中化学成分Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂含量对其界限含水率的影响,分别采用蒸馏水和乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)浸泡红黏土土样,对不同浸泡时间的土样进行化学成分XRF测定,同时进行界限含水率测试和比重试验。通过回归分析和路径分析,建立了以Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂含量为变量的红黏土界限含水率和相对密度的非线性回归模型,红黏土液限与塑限之间、塑性指数与液限之间以及相对密度与塑限之间的线性回归模型,红黏土Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂含量与液限、塑限、塑性指数和相对密度之间的路径模型,并分析了化学成分对红黏土界限含水率的影响。     

消石灰改良红黏土室内试验研究

为了研究江西红黏土掺消石灰改良后物理力学性质,对掺灰率为0、2%、4%、6%的改良红黏土进行了击实试验、液塑限试验、收缩试验以及干湿循环试验等室内试验研究。研究结果表明:掺灰后的改良红黏土的最大干密度随着掺灰率的增加而逐渐减小,最优含水率均比素土有所增大;改良红黏土的液限略有降低,塑限有极小幅度的增加,塑性指数降低,但总体上对其界限含水率的影响并不是很大;改良红黏土的体缩率、收缩系数和缩限随着掺灰率的增大而增大,且掺灰率越大增大越明显;当掺灰率较低(2%)时,改良红黏土表面裂隙发育更多,土体收缩开裂加剧,当掺灰率提高到4%时,表面裂隙发育较素土少,掺灰率达到6%时,改良红黏土表面几乎没有裂隙发育,土体收缩开裂得到很大的改善,可认为该红黏土的最优掺灰率应在4%~6%。     

非饱和土中黏粒含量对水分迁移规律的影响研究

为了研究土体在非饱和状态下土壤水分的运移规律,通过室内试验,利用马氏瓶供水,研究土壤水分在不同黏粒含量的非饱和土中入渗特征。该试验对水分入渗特征研究包括两方面:一方面是研究不同黏粒含量土壤结构条件下水分随入渗时间的变化,另一方面是同一时间段内黏粒含量与表征水分入渗的相关参数的关系。结果表明:(1)Philip土壤水分垂直入渗公式在半无限均质土壤及初始含水率分布不均匀、无薄层积水条件下仍适用;(2)试验揭示了水分受黏粒含量的影响在灌溉模型中的累积入渗量、吸渗率与稳定入渗率、湿润锋及湿润锋速和在同一截面处随时间的变化规律及在土壤各截面处的发展趋势。     

滑带土含水率与力学参数关系试验研究

为研究降雨型滑坡滑带土力学性质的变化规律,通过三轴剪切试验,在不同含水率下对某滑坡滑带土的应力-应变关系、抗剪强度与变形模量以及强度指标进行了初步研究。研究表明,含水率对滑带应力-应变关系发展模式影响显著。当含水率小于塑限时,应力-应变关系的发展模式为弹性变形→应变硬化→出现峰值→应变软化,出现剪切破坏面;而当含水率大于塑限时,应力-应变关系发展模式基本上是应变硬化,出现鼓胀破坏。随含水率增大,滑带土抗剪强度降低,可分为3个阶段:塑限含水率以前,抗剪强度变化不明显;塑限含水率至17%(液限与塑限含水率的平均值附近)时,抗剪强度下降速率最大;随后变缓。随含水率增大,滑带土黏聚力降低,近似符合双线性关系。     

含水率及坡度对红壤丘陵区崩岗崩壁重力侵蚀影响规律的有限元分析

花岗岩崩岗区崩壁的坍塌、崩落,主要是由于崩壁岩土体存在裂隙,在雨水作用下,由重力作用引发崩壁失去稳态而崩塌,含水率和坡度是影响崩壁重力侵蚀( 稳定性) 的重要因素。为系统探索不同坡度的崩岗崩壁剖面在降雨或干旱环境下的稳定性情况,结合对湖北省通城县室内浸泡或风干不同时间的崩壁土体进行直剪试验得出的强度初始参数,选取 8 种分析坡度,采用 Abaqus 有限单元强度折减法计算了不同坡度的崩壁在不同含水率下的安全系数和潜在滑动面。结果表明: 在同一含水率下,随着崩壁坡度的增大,坡度对临界滑动面位置变化的影响程度减小,安全系数非线性降低; 在同一坡度下,随着崩壁含水率的增大,安全系数先增大后减小,含水率对临界滑动面的影响程度先减小后增大再减小,且影响比较显著。通过数据描点发现安全系数与整体含水率之间存在三次函数关系,与坡度之间呈对数型函数分布,并建立了安全系数与整体含水率和坡度之间的一般定量关系式。综合分析崩壁的破坏方式可知,当崩壁较缓时,崩壁滑动面呈圆弧滑移状,失稳类型属于滑移破坏型; 当崩壁较陡( 尤其＞60°) 时,滑动面近似直线状,失稳属于崩塌破坏型。坡度越大,张拉破坏区向土体内部延伸的深度越大,越易崩塌。通过查阅文献并与前人的研究成果做对比,来验证数值计算结果的合理性与适用性。成果可为崩岗灾害的防治体系建设提供借鉴。     

华南红土区水土流失问题

中国南方水土流失大致可分为两种,即散流侵蚀和沟谷侵蚀。红土区多属沟谷侵蚀。从上而下分集水盆、沟谷和冲积扇三部分。集水盆盆边四周常形成一道崩塌小崖,称为“崩口”或“崩岗”,雨季大量崩塌沙泥,由沟谷挑出,并在谷口形成冲积扇;冲积扇可摧毁房屋、禾田、道路和河流。在花岗岩区,红土层可分四层,即红土层、沙土层、石卵层和风化基岩。土壤侵蚀如发育在红土层上,则成为崩口型(德庆型),如果红土层已被蚀去,发育在沙土层上,则成为沟谷型(五华型),如二层皆被蚀去,则发育成为“石蛋地形”,散流作用为主了。     

应用解析法确定土工液塑限试验成果

用解析法计算液塑限试验数据 ,并将其编制成QBASIC程序上机处理 ,由此确定出的液限、塑限值较传统方法方便、快捷、准确。具体做法是用液塑限联合测定仪测定 3个不同土样的 3个点 (A、B、C )含水量w和圆锥下沉深度h ,并以其中C点为 3种土样中含水量和圆锥下沉深度最大的点 ,按 3点不在同一直线考虑 ,以C为顶点 ,连接AC、BC两条直线 ,在这两条直线上当圆锥下沉深度为 2mm时 ,其两个含水量点分别为N1、N2 ,进而求出相对应的含水量wN1 、wN2 ,当wN2 与wN1 之差不大于 2时 ,取其平均值 w ,即可建立该点与C点的直线方程 ,得到联合测定界限含水量wN的解析式。     

土壤水分特征曲线Gardner模型参数预报研究

为实现基于土壤基本理化参数的土壤水分特征曲线预测,以黄土高原地区农田土壤为研究对象,进行土壤水分特征曲线的系列试验,并配套测定了土壤基本理化参数,获取了Gardner模型参数与土壤基本理化参数间一一对应关系的数据样本。在分析研究各土壤理化参数与Gardner模型参数间单因素关系的基础上,创建了以土壤黏粒含量、粉粒含量、干密度、有机质含量为输入变量的水分特征曲线Gardner模型参数多元非线性预报模型。结果表明:以土壤黏粒含量、粉粒含量、干密度、有机质含量为输入因子,对Gardner模型参数进行预测是可行的,建模样本的拟合相对误差平均值小于11%,用检验样本进行预测的相对误差平均值小于10%,预测精度较高。     

应用解析法确定水工液塑限试验成果

用解析法计算液塑限试验数据，并将其编制成QBASIC程序上机处理，由此确定出的液限，塑限值较传统方法方便，快捷，准确。具体做法是用液塑限联合测定仪测定3个不同土样的3个点（A，B，C）含水量w和圆锥下沉深度h，并以其中C点为3种土样中含水量和圆锥下沉深度最大的点，按3点不在同一直线考虑，以C为顶点，连接AC,BC直线，在这两条直线上当圆锥下沉深度为2mm时，其两个含水量点分别为N1，N2，进而求出相对应的含水量wN1,wN2,当wN2与wN1之差水大于2时，取其平均值w^-，即可建立该点与C点的直线方程，得到联合测定界限含水量wN的解析式。     

济南浅层地基微观结构及分形特征研究

天然沉积土的宏观力学特性与微观结构紧密相关,研究土体微观结构对深入揭示土的宏观力学特性具有重要意义。首先研究济南地区深度在50 m以内黄河冲积地层天然沉积土的物理力学参数分布特征,再采用场发射扫描电镜试验,分析各土层不同方向土样的微观结构特征,最后应用分形理论,研究各层土分形维数的演化规律及其与物理特性参数间的相关性。结果表明:第(7)层黄土是以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状大孔隙结构,第(8)层粉质黏土是碎屑粉粒为骨架的蜂窝结构,第(9)、(10)和(11)层粉质黏土是以黏粒集合体为基本单元的薄层状絮凝结构。不同土层土体土粒和孔隙的分形行为明显,随着地基深度增大,土粒和孔隙的分布分维数均逐渐加大,形态分维数均逐渐减小,土粒的粒径变化比孔隙的孔径变化明显,而孔隙的形态变化比土粒复杂。土体的分维数与含水率、孔隙比、液塑限、黏聚力和内摩擦角之间存在较强的相关性。     

塔里木河下游河道输水对沿岸土壤含水率的影响分析

利用塔里木河下游土壤含水量5年期的监测资料,根据变异系数和方差分析方法研究了输水后塔里木河下游土壤含水率时空变化特性。结果显示:1输水后土壤含水率在空间上有很强的变异性。在垂直方向上,土壤含水率随着土壤深度增加整体呈先减少后增加趋势;在水平方向上,离水源较近断面的土壤平均含水率要明显高于离水源较远断面,同一断面离河道较近的土壤平均含水率要高于离河道较远的土壤平均含水率。2主要断面土壤体积含水率变化在地表以下0~3 m深度范围内有3个特征明显不同的变化层,即水分散失层、水分增加层和水分变化层。3土壤含水率在时间上有不稳定性。离河道较近的土壤体积含水率对输水过程的响应要明显高于离河道较远的土壤体积含水率对输水过程的响应。结论表明,塔里木河下游输水对河道沿岸的土壤含水率有显著影响,输水改善了土壤中的湿度进而影响了植被的生长。