砾石覆盖条件下盐碱土边坡降雨侵蚀水动力学特征

为了探究砾石覆盖对盐碱土坡面侵蚀的减沙效应,通过室内模拟降雨试验,研究不同坡度和雨强条件下降雨径流水动力学特征及产沙受砾石覆盖的影响。试验坡度选取15°和30°,雨强选取92,119mm/h,坡面砾石覆盖度分别为0,10%,20%,40%,60%,80%,采用染色示踪法测定坡面径流流速。结果表明:不同坡度和雨强条件下,水流产沙率随坡面砾石覆盖度增大先增后减;雷诺数与弗劳德数均随砾石覆盖度增大呈先增后减的抛物线趋势,曼宁糙率、Dracy-Weisbach阻力系数、坡面径流剪切力和径流功率均与坡面砾石覆盖度呈线性正相关;径流功率预测产沙率效果较好,二者呈对数关系(R2=0.47)。     

基于探地雷达的典型土壤物理性质探测研究进展

探地雷达(GPR)作为一种新型的无损探测工具,具有探测速度快、探测过程连续、操作简单,探测费用低等优点。探地雷达在工程勘探方面应用广泛,但在探测典型土壤物理性质,尤其是在探测矿区典型土壤物理性质方面的应用研究较少。本文在介绍GPR基本工作原理、发展历程及其图像处理研究进展的基础上,对基于GPR的典型土壤物理性质探测研究进展作详尽文献分析,最后阐述基于GPR的矿区复垦土壤典型物理性质的研究进展,并对探地雷达探测典型土壤物理性质进行了展望,指出基于GPR对典型土壤物理性质的研究应主要集中于GPR图像处理技术、GPR的分辨率及探测效果评价等方面。     

连续模拟降雨下岩溶区含砾石堆积体坡面径流产沙特征

为明确砾石含量对岩溶区石灰土质堆积体坡面径流产沙特征的影响,以土质坡面为对照,采用室内模拟降雨试验方法,研究了递增型降雨(0.5,1.0,2.0,2.5,3.0 mm/min)条件下偏土质(砾石含量30%)和偏石质(砾石含量70%)石灰土坡面的径流特性及侵蚀特征。结果表明:(1)随雨强增大,各坡面径流率呈稳定增长—波动的变化趋势,且土质坡面径流率整体小于2种含砾石坡面;偏土质、偏石质坡面累计产流量较土质坡面增加了0.49,0.37倍;(2)1.0~3.0 mm/min雨强下,土质坡面侵蚀速率在0.16~5.4 g/(m^2·s)范围内波动,整体呈稳定—波动增加的变化趋势;偏土质和偏石质坡面分别为0.16~5.4,0.06~0.74 g/(m^2·s),前者侵蚀速率变化范围大且波动剧烈,后者变化范围小且稳定;随砾石含量的增加,各坡面累计侵蚀量呈先增后减的变化趋势,偏土质坡面侵蚀量较土质坡面增加2.5倍,偏石质坡面较其减少了0.9倍;(3)土质、偏土质和偏石质坡面的侵蚀速率与径流率分别呈极显著正相关幂函数、线性函数和线性函数关系。研究结果可为桂西北岩溶区弃渣场水土流失治理提供一定的科学依据。     

砾石在太行山南麓土壤中的分布特征

为了探明砾石在太行山南麓坡面土壤中的分布特征,选取典型荒坡地,挖取土壤剖面,测定分析不同坡位、不同土层深度的砾石含量及砾石粒径的分布特征。结果表明:1)砾石含量分布范围为1. 83%～60. 00%,主要集中在40%～60%;土壤中的砾石以小砾石(5～20 mm)为主,每一土层中小砾石含量均大于50%。2)在垂直剖面上,小砾石(5～20 mm)、中砾石(20～75 mm)和总砾石的含量均随着土层深度加深而逐渐增加的趋势,而大砾石( 75 mm)的砾石含量变化不明显。3)在整个坡面上,小砾石、中砾石、大砾石和总砾石含量均呈现从坡顶到坡脚逐渐减小的趋势。由以上结果可知,土层深度和坡位均对太行山南麓坡面土壤中砾石的分布产生重要影响。     

不同颜色砾石覆盖对土壤蒸发的影响

[目的]研究宁夏中部干旱区最适宜的硒砂瓜覆砂颜色。[方法]采用蒸发器整体称重法,以宁夏中卫南山台地区天然砾石为试材,研究不同颜色砾石覆盖对土壤蒸发的影响。[结果]不同颜色砾石覆盖处理的土壤日蒸发量由大到小依次为CK、C3(紫色)、C1(白色)、C2(青色)。同时,随着试验天数的增加,C1(白色)和C2(青色)处理的累积蒸发量的差别逐渐减小。不同颜色砾石覆盖下,累积蒸发量随蒸发时间呈幂函数增加的变化趋势,拟合曲线的相关系数均大于0.940 0。[结论]砾石覆盖可以有效减少蒸发,且浅色砾石对土壤水分蒸发的抑制效果比深色砾石更明显,其中紫色砾石覆盖的累积蒸发量最大,其次是白色砾石,青色砾石最小,而青色和白色砾石覆盖的土壤日蒸发量差别较小,累积蒸发量随蒸发时间呈幂函数增加。     

地连墙内砂砾石地基固结灌浆施工技术

砂砾石层地基是施工中常遇到的复杂地层,灌浆技术作为防渗加固处理常用处理手段和重要的工程措施得到了广泛的应用。文章结合广西荔浦至玉林高速平南三桥段北岸拱座地基处理实例,详细介绍了采用袖阀管注浆工艺对地连墙内砂砾石地层进行加固处理的施工技术。     

模拟降雨条件下不同砾石含量工程边坡土壤侵蚀及水动力学特征

[目的]探究砾石含量对急陡工程边坡土壤侵蚀及流水力学特征的影响。[方法]采用室内模拟降雨试验和人工制备土壤等方法,研究了在3种降雨强度(40,60,80 mm/h),5种砾石含量(3%,15%,35%,55%,75%)条件下50°工程边坡土壤侵蚀率变化特征以及土壤侵蚀率与各水动力学参数的关系。[结果]①40,60,80 mm/h雨强下,各砾石含量坡面径流率较土质坡面分别减少了10.1%～55.9%,13.9%～41.9%,19.6%～47.7%;径流剪切力、径流功率、过水断面单位能分别与砾石含量呈显著递减的线性函数、指数函数、幂函数关系。②坡面侵蚀率随着砾石含量的增加而减小,不同试验雨强下侵蚀率大小及变化过程具有明显差异。当雨强为40 mm/h时,坡面整体产沙率较低,随降雨过程整体呈现出缓慢增加的趋势;当雨强为60 mm/h时,不同砾石含量下侵蚀率迅速增加后呈波浪式缓慢上升或平稳下降的趋势;当雨强为80 mm/h时,砾石含量为3%条件下,坡面侵蚀率迅速增长后增速降低,当砾石含量大于15%时,边坡侵蚀率达到峰值后均开始缓慢下降。③工程边坡土壤侵蚀率与径流率、径流剪切力、径流功率、过水断面单位能均呈显著线性函数、对数函数、幂函数关系。[结论]工程边坡土壤中的砾石具有抗侵蚀作用,随着砾石含量的增多,坡面土壤侵蚀量和各水动力学参数均明显降低。     

砾石对石灰土表面干缩裂隙发育特征的影响

[目的]研究砾石粒径及含量对石灰土表面干缩裂隙发育特征的影响,为探索喀斯特地区的水土流失机理提供参考依据。[方法]通过室内模拟试验和数字图像处理技术,研究了砾石粒径(2.0～5.0 mm和5.0～12.5 mm)和砾石含量(0%,10%,20%,30%,40%)条件下的石灰土表面干缩裂隙特征。[结果]①无砾石石灰土平均表面裂隙率仅为3.03%,含砾石石灰土具有更大的表面裂隙率,在大粒径(5.0～12.5 mm)高含量(40%)条件下,表面裂隙率最大,达到8.66%;②当砾石含量增加时,裂隙的形态变得细小且密集,小粒径砾石会使裂隙网络更复杂;③大粒径(5.0～12.5 mm)条件下的土壤表面裂隙率与砾石含量成正线性相关,而小粒径(2.0～5.0 mm)条件下的裂隙率与砾石含量成负线性相关;④砾石会成为裂隙发育的基点,每个砾石颗粒周围都有可能产生围绕砾石或是向外延伸的裂隙。且在砾石形态的棱角处,容易产生向外延伸的裂隙。[结论]石灰土中存在砾石会导致表面裂隙率提高,弱化土体的抗侵蚀能力,是石漠化治理不容忽视的问题。     

基于防砂模拟试验装置的砾石充填防砂参数优化设计研究

渤海湾油井防砂主要以砾石充填防砂为主,为了进一步提高其挡砂效果,同时提高单井产能,基于渤海湾地区储层特性的统计结果,利用防砂模拟试验装置,针对砾石充填防砂进行了效果评价。试验结果表明:1在进行砾石充填粒度参数设计时,可将D50适当放大到(6~7.5)d50,产能相对Saucier挡砂理论提高了10%,且能够有效防砂;2砾石充填最优充填厚度为30~35mm,继续提高砾石充填厚度对产量的贡献较小。在进行防砂设计时,同时考虑防砂参数和充填厚度的影响,在其产能上可以得到进一步提高。     

伊犁河谷草地土壤容重的变异性与测定标准化

【目的】研究剖面尺度水平方向和垂直方向土壤容重的变异性,砾石含量对容重测定结果的影响,促进土壤分析和土壤资源管理的标准化。【方法】基于野外土壤调查,在伊犁河谷草地挖掘了56个土壤剖面,按照统一设定的深度范围,用环刀法采集土样,每层土壤重复5次。当有砾石时,测定该土层的砾石含量。用变异系数定量表征水平方向土壤容重的变异性。【结果】每层土壤5次重复容重变异系数的平均值均在8%以内,存在砾石会使土壤容重偏高约16%。垂直方向不同深度范围土壤容重差异显著,容重随深度增加而升高。【结论】研究草地土壤剖面的容重时,土层深度的划分要合理。需要针对新疆草地土壤砾石含量较高的状况,修订容重测定的相关标准方法。