崩岗侵蚀区崩壁土体湿化机理及影响因素分析

以广东五华县莲塘岗崩岗崩壁土体为研究对象,结合土体物理特性,采用野外湿化试验测定土体浸水后的完全崩解时间,初步阐明其湿化机理,并分析其影响因素。结果表明:(1)崩壁不同层位土体的成份、结构、粒度等存在差异,使其物理性质受水力作用影响显著,抗冲抗蚀能力从强到弱分别为表土层、红土层、砂土层。(2)崩壁不同层位土体浸水后,水呈非均衡态进入土体孔隙,粒间斥力超过吸力,产生应力集中现象,使土体结构受到破坏,导致崩解现象发生;砂土层崩解速度明显高于表土层和红土层,遇水软化性极强。(3)土体结构的粒度成分及孔隙性影响崩壁土体的崩解性。相比红土层和表土层,砂土层粗颗粒含量较高,湿化崩解时间较短。孔隙发育程度较低的红土层,其湿化崩解所需时间比砂土层长;从红土层到砂土层,随着初始含水率增大,崩解速度不断加快,意味着红土层受到水力侵蚀后,下部砂土层受到的侵蚀将更加严重。一旦水分下渗至砂土层,将导致崩岗侵蚀进一步快速发展。     

水土化学作用对崩岗土体抗剪特性的影响

【目的】探究水土化学作用对花岗岩崩岗区崩壁土体抗剪特性的影响,为阐明花岗岩崩岗侵蚀的成因机理提供理论依据。【方法】以福建省长汀县典型崩岗区崩壁土体(红土层、砂土层和碎屑层)为研究对象,分析了经不同离子浓度(0.005、0.01和0.1 mol L^-1)和离子类型(Na⁺和K⁺)的盐溶液交换处理后崩岗3个土层的土体抗剪特性(偏应力、黏聚力和内摩擦角)。【结果】红土层的偏应力、黏聚力和内摩擦角均显著高于砂土层和碎屑层。随着溶液浓度的增加,K⁺体系下崩岗3个土层的黏聚力显著增加,其中红土层增幅最大,增加了17.39%,Na⁺体系则表现出相反趋势;2种离子体系下土体的内摩擦角总体差异不显著。K⁺体系下崩岗3个土层的偏应力和黏聚力均显著大于Na⁺体系,其中,K⁺处理的红土层、砂土层和碎屑层的黏聚力比Na⁺处理的分别高9.99%、3.37%和9.65%,但2种离子对内摩擦角的影响总体并不显著。水土化学作...     

崩岗土体的渗透性能机理研究

采用改进的马利奥特(Mariotte)双环渗透仪,结合土壤常规理化分析,采用DPS 5.02等数理统计方法,探讨崩岗土体不同层次的入渗特性机理.结果表明:(1)红土层、砂土层和碎屑层累积入渗量与入渗时间呈v=at-n幂函数关系,符合考斯加柯夫(Kostiakov)模型.(2)从初渗率、稳渗率、平均入渗率、入渗量角度分析可知,各土层的入渗性能为红土层＞砂土层＞碎屑层.(3)对影响入渗的因子进行分析可知,土壤的有机质含量、土壤团聚状况及土壤结构与崩岗各土层的渗透性能关系密切.     

鄂东南花岗岩崩岗崩壁土壤水分特征研究

针对鄂东南地区崩岗崩壁不同层次的土壤水分特征进行研究,旨在区分各层次土壤水分与崩岗侵蚀的联系。结果表明,崩壁不同层次的土壤性质存在差异,同时土壤水分特征曲线有一定的变化规律,表土层和红土层持水能力强于斑纹层和碎屑层,土壤水分特征曲线用Gardner模型拟合有较好效果。利用TDR对崩壁水分含量进行测定发现,表土层的含水量从上到下呈现逐渐增大的趋势,红土层至碎屑层含水量逐渐变小。崩壁纵剖面由里到外逐渐减小,且表层土壤水平方向上的土壤含水量变化量要大于剖面底层。     

干湿循环作用下崩岗土体抗拉强度的衰减性分析

针对干湿循环影响下崩岗土体崩壁出现失稳等问题,通过开展室内单轴抗拉试验,研究了湖北通城地区不同干湿循环作用下崩岗土体抗拉强度的变化规律。结果表明:崩岗土体的抗拉强度随着干湿循环次数的增加逐渐衰减,最后逐渐趋于稳定,且不同层次土壤的抗拉强度衰减主要集中在前3个干湿循环周期,表土层、红土层、过渡层和砂土层抗拉强度衰减比例分别达到90%,82%,83%,90%,且不同层次土壤的抗拉强度总体表现为过渡层>红土层>表土层>砂土层。并通过考虑崩岗不同层次土体深度和干湿循环次数的共同影响,建立了抗拉强度衰减预估模型,且抗拉强度模型预测值与实测值有较高的相关关系(R^2=0.97),该模型对研究崩岗不同层次土体抗拉强度衰减机制具有指导意义。     

崩岗不同土层渗透差异及其影响因素研究

崩岗不同土层的水分渗透性能对其土壤侵蚀特征具有重要影响。研究采用“环刀法”对崩壁垂直剖面22个不同深度土层的渗透特性进行了研究。结果表明:崩岗垂直剖面的渗透特性存在较大差异,红土层的渗透性能总体上优于砂土层和碎屑层,表层0.1 m以下存在一层厚度约1 m的弱透水层。对不同土层影响渗透的因子进行回归分析可知,弱透水层影响渗透的主要因子为容重和机械组成,砂土层影响渗透的主要因子为黏粒含量,碎屑层影响渗透的因子主要为机械组成。     

花岗岩红壤丘陵区崩岗土体界限含水量的温度效应研究

水分和温度会显著影响花岗岩红壤的力学状态,是崩岗发生和发展的两大驱动因素.以崩壁三个土层土壤:红土层、砂土层和碎屑层为研究对象,在15、25、40和60℃温度条件下对三个土层土壤的液塑限和结合水含量开展研究.结果表明:红土层的液限、塑限和塑性指数均高于砂土层和碎屑层,碎屑层土壤的液塑限最小.崩岗土壤的液塑限与细黏粒、有...     

干湿循环对崩岗不同层次土体无侧限抗压强度的影响

针对发育于花岗岩出露区的崩岗土体易受干湿循环影响导致大量崩壁失稳等问题,通过开展一系列室内无侧限抗压强度试验,研究崩岗不同层次土体在干湿循环作用下无侧限抗压强度的变化规律,并且建立了在崩岗不同层次土体深度比和干湿循环次数共同影响下的无侧限抗压强度模型。结果表明:表土层、红土层、斑纹层、碎屑层在第1次干湿循环后无侧限抗压强度衰减幅度最大,分别为26%,15%,40%和49%;在第2~4次干湿循环后无侧限抗压强度衰减幅度逐渐减小;在第5次干湿循环后无侧限抗压强度基本保持不变;随着干湿循环次数的增加,崩岗不同层次土体无侧限抗压强度总体表现为表土层红土层斑纹层碎屑层;在不同干湿循环次数下,崩岗不同层次土体的应力—应变曲线总体上呈应变软化型且应变为2%时达到峰值,但红土层在3次干湿循环时的应力—应变关系曲线局部波动性较强;无侧限抗压强度模型中预测值与实测值之间具有显著(R2=0.91)的相关关系,该模型在预测干湿循环对通城地区崩岗不同层次土体无侧限抗压强度影响中具有较高的应用价值。     

花岗岩崩岗区不同层次土壤分离速率定量研究

针对湖北通城花岗岩崩岗区发育的表土层、红土层、砂土层、碎屑层,利用钢制变坡冲刷水槽在不同坡度(8.8%,17.6%,26.8%,36.4%,46.6%)和不同流量(0.2L/s,0.4L/s,0.6L/s,0.8L/s,1.0L/s)组合下,研究花岗岩崩岗区不同层次土壤分离速率与流量、坡度的关系。结果表明:花岗岩崩岗区各层次土壤分离速率与流量和坡度均呈线性相关(R~2=0.958),随着流量和坡度的增大,各层次土壤分离速率逐渐增大,且增加速率呈上升趋势;花岗岩崩岗区崩壁垂直结构上,随着土体深度的增加,土壤分离速率逐渐增大,且各层次土壤分离速率差异显著,在一定坡度和流量下,碎屑层的分离速率最大,是砂土层的34.24倍,红土层的76.27倍,表土层的711.58倍;各层次土壤分离速率的流量—坡度模型可以用二元一次函数方程很好的拟合(R~20.933),且流量、坡度2个因子的叠加效果对碎屑层分离速率的影响最大,砂土层次之,表土层最小;采用Nash模型效率系数对拟合的流量—坡度模型效果进行检验后发现:各层次的效率系数均较高,预测值与实测值的贴近度较好,研究所得流量—坡度模型能很好的模拟南方花岗岩崩岗区的土壤分离速率。该研究对于解释崩岗侵蚀机理、建立崩岗侵蚀模型具有重要的指导意义。     

含水率对安溪县花岗岩崩岗土体胀缩特性的影响

崩壁土壤水分变化是导致崩岗发生和发展的主要因素之一。降雨可以导致崩岗崩壁失稳发生崩塌,降雨过程中土体在不同含水率下的胀缩特性是决定崩壁失稳的关键因素之一。本研究以安溪县典型崩岗崩壁土体为对象,通过室内无荷膨胀率和线性收缩率试验,研究不同梯度含水率对崩壁不同土层胀缩特性的影响。结果表明:不同土层的无荷膨胀率均随初始含水率增大而减小,线性收缩率则相反。初始含水率与崩壁不同层次土壤无荷膨胀率之间存在着明显的指数递减关系,各土层拟合所得到的回归方程均可表达为:δ_e=ae~((–ω/b))+c,R~20.96;初始含水率与崩壁不同层次土壤线性收缩率之间则存在着明显的指数递增关系,各土层拟合所得到的回归方程均可表达为:δ_(sl)=ae~((ω/b))+c,R~20.96。对于同一土层,膨胀的变化幅度大于收缩的变化幅度。比较不同土层的膨胀和收缩变化幅度发现,红土层变化幅度最大,分别较砂土层高2.58%和3.33%,较碎屑层高3.61%和4.67%。这种不可逆的干湿胀缩现象可能是造成土体产生裂隙进而引起崩壁坍塌的原因,这对于认识崩壁失稳崩塌原因和崩岗发生机理具有重要意义。     

黄麻纤维加筋崩岗岩土的无侧限抗压强度研究

为深入了解黄麻纤维加筋崩岗岩土在增强崩岗抗压强度和提高其稳定性的作用机理,采用两因素随机区组设计试验研究了筋土复合体的应力-应变及无侧限抗压强度特性,探讨了黄麻纤维不同数量、不同分布方式下的筋土抗压强度。结果表明:崩岗的四层土体分别具有不同的最优加筋条件,即黄麻纤维数量和分布方式不同,且四层土体最优加筋条件下的无侧限抗压强度分别较未加筋土样提高7.97%、19.24%、15.35%、42.88%。最优加筋条件下淀粉处理黄麻纤维的研究表明:纤维经过淀粉处理养护不同时间后,四层筋土复合体的抗压强度与养护时间达到了显著相关,分别在养护时间的7、7、5、3d后达到最大,分别提高14.45%、15.07%、8.90%、8.07%。崩岗侵蚀预防和治理时分层修复的新思路将为崩岗区侵蚀防治工作的开展提供重要的科学依据。     

德庆县崩岗治理及其防治对策

德庆县是广东省水土流失最严重的地区之一,尤其是崩岗流失最为严重,1957年统计水土流失面积378km2,崩岗面积65.6km2,有23 293个崩岗。经过几十年的治理,1997年卫片普查水土流失面积为208.10km2,减少了170km2;崩岗面积仅有17.85km2,减少了47.75km2。此外,对德庆县的治理经验进行了总结并提出了崩岗防治的对策。     

崩岗侵蚀地貌分布的海拔高程与坡向选择性

崩岗侵蚀地貌在华南地区广泛分布,近年的崩岗普查为科学研究提供了详实的资料。根据统计结果,重新认识了早期提出的崩岗侵蚀地貌的分布具有海拔高程和坡向选择性的特点。通过对几个典型崩岗发育区资料的分析表明,人类生产活动的高程范围影响着崩岗的发育和分布,崩岗分布的地形相对高差研究较海拔高程研究更具现实意义。以推理方式质疑已有崩岗侵蚀地貌分布坡向性选择的成因解释,并提出可能是由于统计盲点而导致的表象性误差。分析结果表明,太阳辐射—崩岗发育的推论有其限制条件,应将人类生产活动作为崩岗侵蚀地貌发育新的驱动力给予充分认识。     

湿陷性黄土地区土壤洞穴侵蚀研究

土壤洞穴侵蚀是湿陷性黄土地区普遍发生的一种独特的土壤侵蚀方式，其危害具有多重性。目前土壤洞穴还缺乏统一的分类与命名，土壤洞穴侵蚀成因机制尚未形成统一的认识和定量的表述。在大量野外调查和前人研究成果的基础上，首先提出了一套统一的土壤洞穴分类命名方法，在总结目前关于土壤洞穴侵蚀成因观点的基础上结合各种现场与室内试验成果，对土壤洞穴侵蚀的成因机制进行了新的探讨，阐明了对土壤洞穴侵蚀的一些新的看法和观点，为土壤洞穴侵蚀的进一步深入研究提供了基础。     

干湿循环对崩岗土体稳定性的影响

通过对湖北通城花岗岩崩岗区发育典型的各层次土体(淋溶层、淀积层、过渡层、母质层)进行干湿循环试验,分析干湿交替次数对各层次土体裂隙发育、崩解性、抗剪强度的影响。结果表明,在干湿循环影响下,土体产生并逐渐发育裂隙,在第2次循环后,土体产生主要裂隙,裂隙比显著增加,此后循环发育出细小裂隙。4次循环后4个层次土体的裂隙比表现为淀积层淋溶层过渡层母质层。随着干湿循环次数的增加,裂隙发育,各层次土体崩解性不断增强,淋溶层和淀积层崩解缓慢,而过渡层和母质层能够在极短时间内完全崩解;随着干湿循环次数的增加,土体的抗剪强度不断衰减,淋溶层和淀积层衰减幅度减小,过渡层和母质层衰减幅度增大。     

崩岗治理技术措施研究进展与展望

[目的]总结分析当前崩岗治理技术措施研究现状,为制定更为合理的崩岗防治策略提供参考。[方法]通过文献查阅,根据崩岗的空间结构特征,分别从集水坡面、崩壁、崩积堆、沟谷和冲积扇等方面系统性地总结了针对不同部位的崩岗治理技术措施。[结果]总结探讨了不同技术的特点、适用性以及存在的问题,对崩岗的不同治理模式进行了归纳,并对未来崩岗治理技术的研究方向进行了展望。[结论]工程与生物技术相结合的修复方式是目前采用最广泛的治理措施。今后的崩岗治理工作的开展应注重修复效果评价指标体系构建、水土保持作用机制、创新修复技术应用、修复技术与农业生产相结合以及预防措施等方面的研究。     

巢湖崩塌岸成因初步研究

收集巢湖1957～2003年气象、水文资料，利用巢湖地区多时相航空、航天遥感数据，结合环湖野外地质、地貌及水位调查，从自然因素与人为因素两方面分析巢湖湖岸崩塌的成因：①多组北东向、北西向断裂构造宏观上控制着巢湖崩塌岸分布，地层岩性微观上影响崩塌程度；②降水、风速和风向等气象因素影响水位变化，进而形成湖岸崩塌的时段性；⑧人类生产、生活活动特别是对巢湖大闸不合理调控等人为因素造成水土流失、泥沙淤积进而抬高水位，亦是加剧崩塌的原因之一。     

河田侵蚀区崩岗的生物治理研究

本文在河田修坊村中甲坡小流域内，选择4个有代表性的崩岗进行生物治理的对比试验。试验结果表明：经生物措施治理的崩岗平均植被盖度由26％提高到68％，土壤侵蚀模数也比对照的崩岗减少了89．6％。可为我省类似崩岗的治理提供可借鉴的一种模式。     

新型W-OH材料对崩积体土壤分离速率的影响

崩岗崩积体土壤颗粒容易脱离母体而发生侵蚀,而新型亲水性聚氨酯材料(W-OH)能有效增加土壤颗粒之间的粘结力,从而抑制侵蚀的发生。为此,通过变坡式水槽实验,研究不同浓度的W-OH材料(2.0%、3.0%、4.0%、5.0%)对崩岗崩积体土壤分离速率的影响。结果表明:W-OH材料能够显著降低崩积体土壤的分离速率,土壤分离速率的大小随W-OH浓度的升高而降低;由于固结表层的存在,W-OH材料显著改变了表层土壤的侵蚀过程,使得土壤分离速率与坡度、水流剪切力、水流功率等参数之间的函数关系相对于对照发生了改变,并且表层土壤发生分离的临界水流剪切力也得到了提升。     

聚丙烯酰胺在侵蚀崩壁不同层次土壤的吸附特征

采用静置吸附法分析聚丙烯酰胺(PAM)在侵蚀崩壁3个层次土壤的静态吸附行为,研究不同的液固比例、吸附时间对吸附量的影响,得出吸附等温线。结果表明:PAM在红土层和砂土层土壤中吸附的最佳液固比例是20∶1;在碎屑层土壤中的最佳液固比例是25∶1。PAM在红土层土壤中静态吸附量趋于零,主要受土壤质地、有机质含量等因素的影响;在砂土层和碎屑层土壤中,PAM浓度为100mg/L和200mg/L时,平衡吸附时间为28~32h;PAM浓度为300~500mg/L时,平衡吸附时间为20~24h;对砂土层和碎屑层土壤的吸附等温线进行回归拟合均符合Langmuir吸附模型。