黄土斜坡土体强度特性的三轴试验研究

以陕西泾阳南塬某黄土斜坡第九层(L9)黄土为研究对象,采用常规三轴试验探讨土体在三轴剪切过程中的应力~应变关系、含水率和围压对抗剪强度的影响、粘聚力和内摩擦角随含水率的变化规律等问题。试验成果表明:1)w=5.3%时,L9黄土应力~应变曲线呈应变软化,试样在50KPa、100KPa围压下发生脆性破坏;w=12.3%、19.3%、25%时,应力~应变曲线均表现为应变硬化,试样呈塑性破坏。2)在相同围压下,L9黄土抗剪强度随含水率的增加而减小;含水率从19.3%增加到25%(饱和)时,抗剪强度下降最快,降幅达75%。3)随着含水率的增加,L9黄土的粘聚力和内摩擦角降低;粘聚力在w=5.3%~12.3%阶段内下降最快,降幅达73%;内摩擦角在w=19.3%~25%阶段内下降最快,降幅为60%。研究成果对于今后黄土塬滑坡(边坡)工程治理、监测,尤其是黄土塬边坡安全的早期预测有重要的参考价值。     

鄂尔多斯砒砂岩力学特性的试验研究

砒砂岩区强烈的侵蚀、流失和边坡稳定问题与砒砂岩的力学性质有着密切的关系,其力学性能就是砒砂岩发生一系列地质问题的内在原因.文中针对内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗砒砂岩原状土体进行不同含水率下的直剪试验及无侧限抗压强度的试验.研究结果表明:砒砂岩抗剪强度与取样边坡角度、含水率的变化密切相关.90°方向砒砂岩抗剪切能力最强;含水率对砒砂岩的抗剪强度影响显著;粘聚力随含水率增加呈对数规律急剧降低;内摩擦角随含水率增加呈线性下降,变化幅度平缓.砒砂岩抗压强度随含水率的增大呈对数规律急剧降低,直至消失.且在含水率低于7％时,砒砂岩表现极强的岩性特征,其抗压强度的应力应变曲线符合萨恩斯模型.     

重粉质黄土淤地筑坝特性研究

试验以陕西省白水县西武村附近流域的黄土作为研究对象,按照土工试验规程(SL237-1999)进行分类、击实、剪切、压缩等各项试验,对试验结果进行了统计分析.分析结果表明,该流域黄土的CU＞5,CC∈(1,3);小于0.005 mm的土粒、有机质和可溶性盐的百分含量分别为24.5%、2.4%和4.5%;最大干密度ρdmax和最优含水率ω0p的均值μ的95%的置信区间分别为[1.76,1.78]和[15.18,16.36];施加压力接近110 kPa时,曲线出现拐点且压缩系数av等于0.1 MPa-1是高压缩性和低压缩性的分位点;渗透系数介于8.8×10-5～3.9×10-5之间;直剪试验结果表明,该地区土料粘聚力C和内摩擦角φ分别为50.20 kPa和25.96°;而三轴剪切试验结果是:粘聚力C介于48～88 kPa,内摩擦角φ为23.54°.由此得出该地区重粉质壤土粒径分布不均匀且级配良好,是合适的工程填料;能满足水坠坝规范要求;在最优含水率前后,压实质量受含水率的影响敏感性具有同等程度;当压力大于110 kPa,压力增大而土体的体积基本保持不变;该地区重粉质壤土适用于均质坝的防渗土料,也可作为水坠坝的填料;在边坡稳定演算时内摩擦角采用23.54°.     

3种植物单根对土体残余抗剪强度影响的研究

课题组采用四联电动直剪仪对3种沙生植物重塑的根-土复合体及素土进行了直接剪切试验,研究其单根对提高土体残余抗剪强度的影响以及不同孔隙水承压条件下根-土复合体的残余抗剪强度变化.结果表明:浅层土压力下3种植物根-土复合体残余抗剪强度均大于素土,且柠条根系固土效果优于沙棘和白沙蒿;不同含水量梯度下,复合体存在最优含水量,该含水量条件下,根-土复合体强度达到最大值;模拟降雨条件下复合体各残余强度指标均大于非降雨条件下的指标,表现为模拟降雨条件下,3种植物复合体残余粘聚力增长率排序为柠条＞白沙蒿＞沙棘,模拟非降雨条件下排序为柠条＞沙棘＞白沙蒿.上述研究定量分析了3种植物根-土复合材料的力学特性,为水土保持树种的选择提供了理论依据,具有一定的应用价值.     

冻融作用对黄河源区曲流河岸土体抗剪特性的影响

河岸带土体的抗剪性能直接影响河岸稳定性，冻融作用对高寒草甸土体的结构和抗剪力学特性的影响直接关系到黄河源区河岸的崩退频率和横向迁移。为探究冻融作用下，黄河源区曲流河岸带含根土体抗剪强度指标的变化规律及其产生机制，通过室内重塑土冻融直剪试验，开展不同含根量和冻融循环次数对土体抗剪强度指标的影响研究。结果表明：（1）植物根系能显著增强土体黏聚力，且随根系含量增加，黏聚力增幅可达2.7%～77.9%；内摩擦角随含根量变化不明显；（2）冻融循环具有削弱土体黏聚力的作用，尤其冻融循环初期。3次冻融循环条件下，黏聚力下降最大，下降幅度达19.0%；随着冻融循环次数增加，其变化基本趋于稳定，内摩擦角则随冻融循环次数增加呈现略微增大的趋势；冻融作用对含根土体抗剪强度指标的影响较素土小，在同等冻融次数条件下，含根试样黏聚力降低幅度较素土试样小。（3）草甸植物根系能够在一定程度阻隔土体温差变化，减缓土体黏聚力下降幅度，且随含根量增加而增强，含根量达到11%时，其对土体黏聚力的削弱作用较素土小4.2%～27.7%。因此,黄河源区河岸带应加强保护滨河草甸植被，最大限度发挥根系增强河岸稳定性作用，保护河流生态。     

化学固沙结层的力学强度与抗风蚀能力关系

通过对三种固沙剂的固沙结层的力学强度与抗风蚀能力进行试验对比研究,揭示两者的内在关系,从而为制定化学固沙标准提供依据。实验表明,固沙结层的粘聚力随固沙剂用量增大而增大,并且成直线关系。固沙结层临界侵蚀风速与固沙剂用量呈线性关系,相关性很好;除了粘聚力外,材料的性质对抵抗风沙流的侵蚀也有很大的影响。     

滑带土与原状土的显微结构对比分析

滑带土的显微结构分析对揭示滑面演化具有重要意义。文中对原状土与滑带土中的黄土及红黏土进行了SEM和CT试验,探讨了原状土与滑带土的微观结构特征,对比分析了原状土与滑带土之间的差异。结果表明:滑带黄土颗粒的平均体积小于原状黄土,而滑带黄土的孔隙比大于原状黄土,并且占主导比例的粒径和孔隙直径的范围比原状黄土更广;滑带黄土相较于原状黄土,其颗粒和孔隙均表现出占主导比例的中间颗粒和孔隙减少,占非主导地位的颗粒和孔隙比例增大;在滑带土交界面附近黄土一侧孔隙发育更高,而红黏土一侧裂隙发育程度更高。     

兰州与周边部分省城影响格局的理论分析

概述了国内影响格局的相关研究成果,从市场经济及西部大开发的背景出发,分析兰州与周边部分省会城市开发格局的关系。通过场强模型、市场断裂点模型及最大联系强度模型,从理论上定量计算了兰州与它们之间的空间影响范围及联系强弱状况。计算结果表明:①兰州对省内的东部地区、南部边境及西北地区影响弱;对北部、西部影响力强,向北可达宁夏境内、向西可达青海境内。②兰州对外联系以西宁为主,与银川联系急需加强;与西安联系是重要方向;与成都联系是新时期发展需求;通过乌鲁木齐联系边贸。③经济联系类型包括紧密型———兰州-西宁;摇摆型———兰州-西安、兰州-银川;松散型———兰州-成都、兰州-乌鲁木齐。     

宁夏种植甘草δ13C组成与水分利用的关系

以宁夏盐池退耕还草地人工种植乌拉尔甘草(以下统称甘草)为研究对象,比较研究了甘草叶片的δ~(13)C组成、叶片相对含水量、脯氨酸含量、叶绿素含量等指标及其相互关系。结果表明:(1)自然降水条件下不同处理土壤含水量显著低于灌溉条件下的土壤含水量(P0.05),甘草叶片的δ~(13)C值、水分利用效率、叶片相对含水量显著大于灌溉条件下的相应值(P0.05),脯氨酸含量和叶绿素含量则呈相反变化趋势;(2)野生甘草与自然降水条件下种植甘草之间的生境土壤含水量、δ~(13)C值及水分利用效率无显著差异,与灌溉条件下种植甘草之间的各项指标差异显著;(3)同一水分条件下2 a生和3 a生甘草之间的脯氨酸含量和叶绿素含量差异显著(P0.05),其他指标差异不显著;(4)甘草叶片δ~(13)C值与土壤含水量、脯氨酸含量、叶绿素含量呈显著负相关,与叶片相对含水量呈显著正相关。综上可知,甘草叶片δ~(13)C值可同时反映甘草植株和土壤的水分状况。自然降水条件下,人工种植甘草与野生甘草一样具有高的δ~(13)C值和水分利用效率,在研究区,甘草可在无灌溉条件地区大面积种植。     

TDR在测量农田土壤水分中的室内标定

给出了一种较简便、准确的时域反射仪(TDR)室内标定方法,该方法工作量小,克服了田间土壤水分空间变异的影响,更适用于粘壤土质的TDR标定。通过对昆山地区粘壤土质的实例标定发现,TDR测量值较烘干法明显偏低,绝对偏差范围0.02~0.09 cm3/cm3,相对偏差随着土壤含水量的减小有增加趋势。但TDR的测量值与真实值之间有较高的相关性(R2=0.9837,P<0.001),可以用一个简单的线形函数进行校正,校正后的TDR测量值中将有98.4%的值接近土壤含水量真实值,说明该校正公式可以作为昆山地区进行TDR校正的参考。