黄土滑坡研究现状综述

黄土滑坡是我国黄土地区发育的一种斜 (边 )坡表生地质灾害 ,近年来我国科研工作者加强了对该类滑坡的研究。介绍了国内外在滑坡类型划分、形成机理、滑带土及防治措施等方面所取得的研究成果及其进展 ,指出了目前我国在滑坡防治方面存在的问题与不足     

白水江横丹水电站杜家山滑坡特征及稳定性分析

在研究白水江横丹水电站杜家山滑坡的工程地质条件及滑带土的基本特征的基础上,对滑坡的稳定性进行了分析和评价。根据对滑坡的现场调查以及滑带土样品的试验值,确定了计算滑坡稳定性及剩余滑坡推力的抗剪强度参数,在不同工况下对滑坡体进行稳定性计算,结果表明滑坡整体在各种条件下是稳定的,次级滑坡体也处于稳定状态。     

澜沧江巴丁滑坡的稳定性分析

巴丁滑坡位于澜沧江里底水电站坝址区。通过现场的调查研究,查明了巴丁滑坡的范围、坡体形态、目前的稳定性;在滑坡前缘剪出口找到了滑带土,并对其进行了物理力学试验,确定了滑带土的力学参数。最后应用滑坡稳定性计算程序对滑坡的稳定性进行计算,结果表明,巴丁滑坡在各种工况下都是稳定的,这一结果同时也验证了作者的现场定性判断。     

扫描电镜下泾阳南塬马兰黄土的孔隙特征

[目的]研究扫描电镜下黄土微观结构的特征,为分析马兰黄土的孔隙特征提供一种新方法。[方法]利用IPP影像分析软件对扫描电子显微镜获得的泾阳南塬马兰黄土不同放大尺度下的微观影像进行分析,并对马兰黄土中的孔隙进行统计分类。[结果]在不同放大尺度下,微孔隙的孔隙率维持在2%,小孔隙的孔隙率与放大倍数呈线性负相关,相关系数为-0.98,其余孔隙无特定变化规律;在相同放大尺度下,微、小孔隙在马兰黄土中分布均匀,中、大孔隙较为分散。[结论]扫描电子显微镜影像可以方便、迅速地为我们提供黄土孔隙特征分析。     

关中西部大型黄土滑坡滑带土的物理力学特性研究

选取宝鸡市金台区为研究区域,通过对比分析三门组黏土与三趾马红土2类滑带土的成分、结构、物理及力学性质,揭示滑坡发生的物理力学特征。对两类滑带土取样,通过移液管全分散法分析两类黏土黏粒含量,并进行黏土矿物X射线衍射定量测试,经扫描电镜放大观察微观结构,用威廉姆斯膨胀判别法判别膨胀性,采用105℃恒温烘干后的试样和天然含水量2种试样,放入注入清水的容器中进行崩解性试验,在天然和饱和2种状态下进行室内慢剪试验。结果表明,二者均属于中等—强膨胀性土,遇水易崩解;两类黏土峰值强度和残余强度差异大,粘聚力平均降低2/3,含水量对其强度影响明显,饱和状态下,内聚力较天然状态降低30%,内摩擦角降低25%。说明滑坡发生时,黏土的峰残差值形成较大的下滑推力,导致滑体沿着滑床面瞬间高速滑动。     

类土质滑坡稳定性影响因素及其相互作用规律研究

类土质滑坡具有独特的性质,对其进行研究具有重要意义。本文首先选取滑坡稳定性的主要影响因子,并基于正交统计学方法及GeoStudio数值模拟软件,研究各影响因素对滑坡稳定性影响的显著性;再利用直剪试验分析各显著影响因子之间的相互关系,掌握其相互作用规律。结果表明:在滑坡稳定性影响因素的敏感性研究中,滑带土内摩擦角、降雨强度及滑带土内摩擦角与降雨历时的交互作用对类土质滑坡稳定性的影响均较为显著;另外,在影响因子相互作用的规律研究中,降雨对滑坡土体抗剪性质的影响主要是通过改变滑坡土体含水量来实现的,而土体含水量对不同类土质土体抗剪强度的影响具有相似性,但影响程度不一致,其原因主要是由于其矿物成分组成及含量的差异造成的。上述对类土质滑坡稳定性影响因素的研究,为类土质滑坡成因机理的分析提供借鉴和参考。     

不同黏粒含量对黄土渗透系数影响的试验研究

[目的]开展不同黏粒含量对黄土渗透系数影响的试验研究,揭示黏粒含量对渗透系数的影响及其微观机理,为黄土及其渗透性相关的理论与工程实践提供科学依据。[方法]通过自制负压湿筛装置筛取不同黏粒含量的黄土试样,利用激光粒度仪对土样的黏粒含量进行跟踪测定,采用静压法将不同黏粒含量的黄土试样制成天然干密度水平下的不同含水率试样进行饱和渗透试验。[结果]黏粒含量对黄土渗透性能有较大影响,在同一含水率条件下,随黏粒含量的增多,黄土的渗透性逐渐降低,渗透系数与黏粒含量呈指数函数负相关关系;在黏粒含量一定时,渗透系数随着初始含水率的增加而减小,呈指数函数负相关关系;SEM分析结果表明,随着黏粒含量的增加,黄土试样微观结构由分散结构变为致密结构,部分颗粒的接触方式由支架接触变为镶嵌接触,颗粒连接由葱皮连接或桥接变为嵌埋连接,相应地孔隙则由支架大孔变为黏粒间微小孔隙,从而一定程度上降低了黄土的渗透性。[结论]黄土渗透系数受黏粒含量、含水率的影响规律相似,可通过微观结构对其影响机理进行解释。     

泾阳南塬黄土滑坡的运动规律与液化效应

[目的]查明滑坡的运动特征及其影响因素,探讨滑坡的运动规律与内在机制,为区域防灾减灾工作提供理论借鉴。[方法]以泾阳南塬黄土滑坡为例,通过现场调查及槽探查明了滑坡的运动特征,采用统计学方法分析了滑坡的运动规律,在此基础上,探讨引起滑坡运动特征分异的"液化效应"。[结果]按照运动特征将泾阳南塬黄土滑坡划分为流滑型和滑动型两类,流滑型滑坡的滑距一般为坡高的4倍,滑动型滑坡的滑距约为坡高的2倍。1.50×10~5 m~3可近似的认为是研究区内"足以形成最大液化程度的最小滑体体积"。[结论]滑体体积及边界条件对滑坡运动液化影响显著,一般情况下滑坡体积越大、滑动边界越简单,运动液化程度就越高,运动距离也就越远;而体积越小、滑动边界越复杂,运动液化程度就越低,运动距离也就越近。     

黄土中渗流水的运动特征研究

现代黄土所具有的结构非均质性是地质历史时期渗流水不断入渗作用的结果。以均质黄土试样为例,以孔隙比结构性参数m_p为指标,采用渗流槽实验装置研究黄土中水的下渗,对比分析了单点供水和多点供水情况下,非饱和均质黄土中渗流水的渗透运动特征以及垂向渗流与黄土结构参数之间的关系。研究结果表明,纵向渗流速度以1～4的倍比大于横向渗流速度,纵向渗流速度与横向渗流速度的比值越大,对黄土结构的影响越大,纵向渗流速度对现代黄土结构的成因贡献较大,但横向渗流速度的作用也不可忽视。     

黄土斜坡优先流促滑机理研究现状及展望

[目的]对斜坡中因节理、裂隙、孔洞等优势通道的存在而发育的优先流所产生的促滑效应研究现状进行总结,以期引起学者重视优先流理论在斜坡地质灾害研究中的应用,为准确开展滑坡预测预警提供科学依据。[方法]从优先流的定义与类型出发,分析了优先流的众多影响因素,重点综述和评价了优先流对斜坡稳定性的影响、斜坡优先流探测技术以及稳定性评价模型方面的研究现状,总结了黄土斜坡优先流促滑致灾的4个发展阶段,并以典型滑坡作为实证,最后分析了优先流促滑作用机理研究中存在的问题。[结果]黄土斜坡优势渗流通道中普遍发育的优先流是有限降雨影响深度条件下斜坡失稳的合理解释,然而,优先流在滑坡致灾规律理论及应用上仍需更多实践检验。[结论]斜坡优先流是斜坡水文学、非饱和土力学、地质灾害学等相关学科方面一项重要的理论,多年来已取得不少成果,今后还需继续深入开展黄土斜坡优先流促滑效应研究,加强多学科交叉和新技术应用,来提高地质灾害科学预测与防治水平。     

黄土坡面片蚀过程动力学机理试验研究

片蚀是坡面侵蚀演变的初始形态,揭示片蚀动力学机理,找出与片蚀关系最密切的水动力学参数对有效防治片蚀具有重要意义。该文采用人工模拟降雨方法,对黄土坡面片蚀过程动力学机理进行了研究,结果表明:1)一次降雨过程的黄土坡面片蚀模数对水动力学参数平均值响应关系的相关系数大小顺序为平均断面单位能量>平均水流功率>平均单位水流功率>平均水流切应力;2)降雨过程中黄土坡面片蚀率对水动力学参数瞬时值响应关系的相关系数大小顺序是断面单位能量>水流功率>单位水流功率>水流切应力;3)水流断面单位能量是与试验条件下黄土坡面片蚀动力学过程关系最密切的水动力学指标,是描述试验条件下片蚀动力学过程最好的动力学参数。试验条件下黄土坡面片蚀动力学过程的发生发展根源于坡面片蚀中水流断面单位能量的动力作用。     

饱和状态下黄绵土坡面细沟侵蚀可蚀性和临界剪切应力特征

土壤可蚀性参数和临界剪切应力是评价土壤易侵蚀程度和抗水流剪切变形能力的重要指标,目前在黄绵土坡面细沟侵蚀过程中,土壤饱和条件下可蚀性参数和临界剪切应力的变化尚不明确。该研究采用室内土槽模拟冲刷试验确定不同坡度（5°、10°、15°、20°）和流量（2、4、8 L/min）下饱和黄绵土坡面的最大细沟剥蚀率,基于数值法、修正数值法和解析法计算土壤可蚀性参数和临界剪切应力。结果表明,3种方法所得最大细沟剥蚀率均随坡度和流量增加而增大,其中修正数值法和解析法计算的最大细沟剥蚀率更接近。土壤可蚀性参数分别是0.485、0.283和0.268 s/m,土壤临界剪切应力分别为1.225、1.244和1.381 N/m2。修正数值法可提高数值法近似计算的精度,使近似计算结果更接近解析法计算获得的理论值。饱和较未饱和黄绵土的土壤可蚀性参数略有减小（16.83%）,而临界剪切应力减小了66.97%,表明土壤饱和对黄绵土土壤可蚀性参数影响很小,但大幅度削弱了土壤临界剪切应力,使得黄绵土坡面饱和后土壤侵蚀更为强烈。此外,饱和黄绵土边坡的临界剪切应力比饱和紫色土坡面大6.38%,而细沟可蚀性参数大2.35倍,表明土壤饱和对2种土壤临界剪切应力影响程度相似,但黄绵土较紫色土对土壤侵蚀的敏感性更高。研究结果可为饱和状态下不同土壤坡面细沟侵蚀模型参数的优化提供参考。     

马兰黄土渗气性试验研究

利用改进的ZC-2015型渗气仪对不同类型的原状风干和重塑的马兰黄土进行渗气试验,分析土样体积、渗径、干密度、取样深度等对渗气率ka的影响,并利用扫描电镜(SEM)试验得到的孔隙结构参数解释黄土渗气特性。结果表明:渗气率ka不仅是气体渗透特性的衡量指标,也是描述非饱和马兰黄土孔隙和结构特征的重要参数。不同体积的土样由于尺寸效应,其渗气率随着土样体积的增大而增大。另外,渗气率随着渗径、干密度的增大而减小。对比3种不同类型黄土的透气性试验结果和电镜照片,并结合统计的孔隙结构参数,得出渗气率在区域和深度上有一定的规律,区域上黄土颗粒中黏粒含量增高,总孔隙和大孔隙面积减小,土体有效渗气孔隙减少,重塑黄土的渗气率随着取土深度的增加有微小的减小。     

黄土高原地区森林与黄土厚度的关系

气候较干旱的黄土高原地区的植被类型和黄土高原厚度关系密切。森林植被分布于基岩山地和薄层黄土区。黄土有效水孔隙度高，水分入渗浅，土壤蒸限消耗水分较多，厚层黄土区的土壤水分条件不能满足森林植被的需要，因此厚度黄土区无森林植被分布。基岩山地和薄层黄土区的植被恢复可以林木为主，厚层黄土分布区应以 浅根草灌为主。     

晋西黄土丘陵区主要人工林土壤饱和导水率研究

饱和导水率是表征土壤入渗能力的重要参数之一,研究饱和导水率对土壤入渗过程分析具有重要的意义。对晋西黄土丘陵区主要人工林土壤饱和导水率(K_s)进行了分析,并利用方差分析(ANOVA)和主成分分析方法探讨了其与土壤物理因子和有机质的相关性,得出影响饱和导水率的主导因子。结果表明,与荒地相比,各林分对饱和导水率均有显著提高;土壤饱和导水率随着土层深度加深呈现负指数递减规律;影响该地区人工林地土壤饱和导水率的主导因子为容重、毛管孔隙度、>0.25mm水稳性团聚体含量、土壤有机质及土壤质地。土壤有机质含量的提高可改善土壤容重、团聚体含量等物理性质;在植被经营过程中,建议采用适宜的混交类型,树种可选择白桦、落叶松等。     

黄土丘陵区不同土壤地类人工林土壤物理性状的监测分析

在我国黄土高原丘陵沟壑区,分布着黄绵土、红胶泥土以及土壤与岩石过渡类型——风化岩沫土等土壤类型。研究结果表明,各类树种和配置对以上土壤物理性状均有改良作用,以浅根性沙棘、刺槐和树根穿透力强的侧柏、杨树及其混交配置表现最好,乔灌混交在加速成林的同时能有效减少土壤耗水量。同时发现,造林使风化岩沫土土壤地类孔隙度和0—80cm土层含水量增加,反映了这类土壤植树造林的潜力较大,这在我国水土流失不断加剧的今天是非常有意义的发现。     

A rational method for estimating erodibility and critical shear stress of an eroding rill

Soil erodibility and critical shear stress are two of the most important parameters for physically-based soil erosion modeling. To aid in future soil erosion modeling, a rational method for determining the soil erodibility and critical shear stress of rill erosion under concentrated flow is advanced in this paper. The method suggests that a well-defined rill be used for shear stress estimation while infinite short rill lengths be used for determination of detachment capacity. The derivative of the functional relationship between sediment yield and rill length at the inlet of rill flow, as opposed to average detachment rate of a long rill, was used for the determination of detachment capacity. Soil erodibility and critical shear stress were then regressively estimated with detachment capacity data under different flow regimes. Laboratory data of rill erosion under well defined rill channels from a loess soil was used to estimate the soil erodibility and critical shear stress. The results showed that no significant change in soil erodibility (K_r) was observed for different slope gradients ranging from 5 to 25 while critical shear stress increased slightly with the slope gradient. Soil erodibility of the loess soil was 0.3211 ± 0.001 s m^− 1. The soil erodibility and critical shear stress calculations were then compared with data from other resources to verify the feasibility of the method. Data comparison showed that the method advanced is a physically logical and feasible method to calculate the soil erodibility and critical shear stress for physically-based soil erosion models.     

Untersuchung der potentiellen Stickstoff-Mineralisation in Trumao-Böden und einem Pseudogley

Total porosity and pore size distribution in untilled and tilled loess soils . Soil core samples were taken from untilled and tilled soils of a no-tillage experiment to determine total porosity and pore size distribution. The soil samples were collected at short time intervals during 1969–1971 from 2–6 cm depth of a Grey Brown Podzolic Soil (Typudalf) deriverd from loess. 1. Total porosity differed in untilled and tilled plots on the average by 4.7 vol.% (table 2). The seasonal changes are more pronounced on the tilled soil. Higher values of total porosity are observed during spring and fall, as compared to summer. Values are influenced by soil cultivation, rainfall and green manure crops (fig. 1a, b). 2. The changes of the fraction of large pores (> 30 μ), expressed on a volume basis, are similar to the changes in total porosity in direction but greater in extent. On the contrary the seasonal changes of the fractions of medium pores (3–30 μ), small pores (0,2–3,0 μ) and very small pores (< 0, 2 μ) appear to be independent from changes in total porosity (fig. la, b). 3. Fig. 2, showing the relation between total porosity and pore size distribution, may induce the wrong impression, that a decrease in total porosity results in an increase of the quantity of small and very small pores, accompanied with an excessive reduction of the quantity of large pores. If this relation is based on weight (100 g of solid soil particles) and not on volume (100 cm³ of soil particles and pores), it becomes clear, that compacting and loosening the soil investigated affect mainly the amount of large pores. 4. The seasonal changes of soil water content in the field influence pore size distribution. Under the condition of constant total porosity increasing water content at sampling date induces a pore size redistribution in favour of the pores > 300 μ and 1,5–3,0 μ (table 3). 5. A decrease in total porosity does not induce an increase in the homogeneity of the soil investigated (fig. 3). 6. The average total porosity of the untilled and tilled soil is near the lower and upper limit respectively of the range, which is considered to be the optimum for air capacity.     

小麦–玉米种植制度下长期施钾对土壤钾素Q/I关系的影响

为评价长期施肥条件下土壤钾素容量和强度（Q/I）关系,采用Q/I法研究了小麦–玉米种植制度下3类土壤（塿土、潮土和红壤）,连续15年不施钾（NP）和施钾（NPK）土壤钾素Q/I关系的变化及其参数与土壤性质变化的关系。结果表明,长期施钾土壤K+平衡活度比（AR0）、土壤活性钾（KL）、非专性吸附钾（-△K0）和专性吸附钾（KX）均较不施钾土壤的高,其中,施钾后AR0和-△K0值提高幅度最大的是红壤,分别提高13.78和12.17倍;15年连续施用钾肥对红壤钾位缓冲容量（PBC）影响不明显,塿土和潮土长期施钾处理PBC值显著降低（17 %～20 %）。不施钾土壤K+和Ca2++Mg2+交换自由能（-△G）（13.69～19.33 kJ/mol）高于施钾土壤（12.15～12.81 kJ/mol）;土壤钾素Q/I参数与土壤1 mol/L HNO3浸提K、K+饱和度和有机质含量等存在显著相关关系。土壤钾素Q/I参数能科学评价土壤的供钾状况。连续15年施钾肥土壤供钾能力较高,长期不施钾肥土壤钾素亏缺明显,尤其是潮土和红壤易出现缺钾。     

整地时期对土壤物理性质及苹果幼树的影响

为了提高陕北黄土丘陵沟壑区苹果幼树的栽植成活率和保存率,对3个穴状整地时期的土壤物理性状及苹果幼树生长状况进行了监测研究.结果表明,穴状整地后土壤容重降低,土壤总孔隙度和非毛管孔隙度提高.雨季前穴状整地提高了春季和幼树生长前期的土壤水分,减小了土壤日温差,提高了苗木成活率,促进了树体生长.但雨季后和春季穴状整地降低了春季和幼树生长前期的土壤水分,加大了土壤日温差,降低了苗木成活率,削弱了树体生长,并且加深了定植当年的地面塌陷深度,降低了苹果幼树冬春季的枝条含水量,提高了枝条抽条指数,降低了苗木保存率.陕北丘陵沟壑区栽植苹果时应该在雨季前穴状整地.