安溪县花岗岩崩岗土体水分特征曲线及其影响因素

为研究花岗岩崩岗土体水分特征曲线及其影响因素,以福建省安溪县崩岗崩壁土为对象,通过压力膜仪对土体进行脱湿试验,绘制出崩壁土体水分特征曲线,并进行曲线参数与影响因素的相关分析。结果表明:随崩壁土体垂直深度增加,崩岗土体塑性指数、黏粒含量、分形维数及磨圆度等均整体呈降低的趋势;水分特征曲线斜率随着深度的增加而增大,土壤持水能力减弱,残余含水率及VG模型参数ɑ却随之减小,而参数n却随之增大;残余含水率、参数(ɑ、n)均与容重和颗粒的磨圆度呈极显著相关;残余含水率可用容重和黏粒含量描述,参数ɑ可用容重和形状比率描述、参数n可用容重和塑性指数描述。研究结果可为崩壁非饱和土的强度试验提供参考。     

基于知识图谱的中国崩岗研究现状及综合分析

崩岗是一种发育在中国南方低山丘陵地区的水土流失地貌类型,侵蚀量巨大,危害严重.为回顾半个世纪以来中国崩岗研究的发展历程,以中国知网(CNKI)数据库为数据源,统计分析1966-2016年间以“崩岗”为主题的文献数量、时间分布及载文期刊情况,基于CiteSpace对崩岗研究知识图谱进行可视化挖掘与分析,识别出核心作者群、主要研究机构及高频关键词.研究结果表明:1)半个世纪以来中国崩岗研究的论文数量整体呈现区间波动增长的态势.2)载文期刊以水土保持学科为主,学科交叉研究有待加强;期刊影响因子总体偏低,反映崩岗研究水平有待提高.3)研究机构之间学术交流较少,科研实力差异显著,有待加强交流合作,实现共同发展.4)中国崩岗研究主要围绕“崩岗”“崩岗侵蚀”“土壤侵蚀”“水土流失”“坡面”“风化壳”等展开,“崩积体”和土体“抗剪强度”是近年来崩岗研究的热点.崩岗研究产出论文大部分与防控治理措施有关,定量研究较少.研究结果有助于科研工作者对中国崩岗研究历史与现状有较全面、客观、准确的认识,从而更好地精炼研究方向,为崩岗的后续研究提供更深入具体的指导.     

崩岗土体物理化学性质及其内部分异——以广东省德庆县3个典型崩岗为例

[目的]研究崩岗土体物理性质的内部分异和崩岗土体化学物质组成,为更好地理解崩岗的侵蚀过程提供理论参考。[方法]以广东省德庆县3个典型崩岗为例,采用筛分法、烘干法、激光粒度分析、液塑限分析、X射线衍射分析和X射线荧光光谱分析,对崩岗不同地貌部位的土体物理性质、矿物组成和化学元素进行测定。[结果](1)崩壁土体容重略大于崩积体、沟道和洪积扇的土体容重;崩壁和崩积体的含水率和界限含水率大于沟道和洪积扇的土体含水率和界限含水率。(2)崩岗土体中值粒径表现为：崩壁<崩积体<沟道<洪积扇;崩壁和崩积体土体颗粒级配曲线呈双峰型,沟道和洪积扇土体颗粒级配曲线呈单峰型。(3)崩岗土体的矿物成分以黏土矿物高岭石为主,石英和白云母次之;化合物以SiO₂含量最多,其次为Al₂O₃;化学元素以Ti含量最高,S含量次之。[结论]崩岗不同地貌部位的土体物理性质具有一定的分异现象,水力—重力复合侵蚀作用机制是这一内部分异形成的原因。强化学风化作用下,崩岗土体黏土矿物以高岭石为主,化学物质在崩岗内部没有出现明显的元素迁移和富集现象。     

水分对崩岗土体抗剪切特性的影响

通过三轴剪切实验研究崩岗不同土层抗剪特性随土壤水分含量变化的规律.结果表明:(1)随着土壤含水量的增加,红土层粘聚力逐步增大,当含水量达到22％后,粘聚力急剧下降;砂土层的粘聚力随含水量的增大而呈现先增大后减小的趋势,但粘聚力变化幅度较小,碎屑层的粘聚力随含水量变化呈波动性变化.(2)3个土层的内摩擦角均随着含水量的增加而减小.(3)3个土层的抗剪强度也随含水量的增加而逐渐减小.     

崩岗不同土层土壤水力学特性差异性分析

为研究崩岗不同土层土壤水力学特性的差异性,采用离心法测定不同土层土壤水分特征曲线,筛选出适合的土壤水分特征曲线拟合模型,结合统计模型,推求土壤的当量孔径分布、比水容量、非饱和导水率和扩散率,分析崩岗不同土层土壤水力学参数的变化规律。结果表明,崩岗土层从红土层到砂土层的变化过程中,土壤质地由黏土向砂土变化;Fredlund&Xing模型对崩岗土壤土水特征曲线拟合效果最好;参数θs、α、n随着质地变黏重逐渐减小;随着土层深度的增加,土壤的持水性能降低;土壤比水容量、非饱和导水率和扩散率受土壤质地和基质吸力的共同影响。在低吸力阶段,3个指标随基质吸力变化比较平缓,砂土层土壤比水容量和非饱和导水率最大,扩散率最小;而在高吸力阶段,砂土层土壤的这些指标降低较快,且低于其他土层,各层土壤间导水率和扩散率差异随着基质吸力的增加而增大。     

坡度和流量对崩积体坡面细沟水流输沙能力的影响

为探究坡度及流量对崩岗崩积体土壤坡面细沟侵蚀输沙能力的影响,精确计算细沟水流输沙能力,建立坡面细沟输沙能力因子模型,以崩岗崩积体土壤为研究对象,进行室内水槽模拟试验研究。结果表明:(1)不同流量条件下,坡面细沟输沙能力随坡度的增大而增大,且增幅随坡度的增加而增大,可用一元线性方程表示;(2)不同坡度条件下,坡面细沟输沙能力随着流量的增大而增大,可用幂函数表示;(3)崩岗崩积体坡面细沟输沙能力因子模型为二元幂函数方程,其中流量(q)和坡度(S)的指数分别为1.054和0.617,流量对细沟输沙能力的影响大于坡度;(4)通过模型对比发现,Wu模型、ANSWERS模型及Zhang模型方程都无法很好地预测崩岗崩积体坡面细沟输沙能力。