渠道渗漏对黄土斜坡稳定性影响研究——以泾阳南塬庙店滑坡为例

以泾阳庙店滑坡为研究对象,在非饱和土特性试验基础上,结合野外地质调查结果建立典型斜坡的饱和-非饱和渗流模型,模拟渠道渗漏对于斜坡渗流场的影响,研究了渠道渗漏对于斜坡稳定性的影响。计算结果显示,渠道渗漏引起的水分入渗湿润锋面呈近似椭圆状增大,使得饱和区域面积逐渐增加;当入渗时间足够长时,地表水入渗开始补给地下水,原始补给排泄平衡遭到破坏、之后又逐渐形成新的平衡。在渠道水渗漏与地表水入渗优势通道共同作用下,斜坡稳定性系数随渗水时间的增长而逐渐减小。该地区滑坡发生的主要原因是长期农业灌溉过程中,渠道渗漏水体长时间入渗,改变了斜坡内部孔隙水压力与基质吸力,改变了斜坡的原有的渗流场,降低斜坡土体抗剪强度所致。     

水田泥浆对农用纸膜黏附性影响的试验研究

为探索提高农用纸膜与水田泥浆的贴合质量的方法,试验研究了水田泥浆含水率、纸膜承载正压力和加载速度等因素对泥浆纸膜间黏附力的影响规律,建立了相应的数学模型。试验结果表明,泥浆含水率为34.5%～35.5%时,随含水率增加,泥浆黏度、黏附力急剧下降;含水率超过35.5%时,含水率变化对黏度、黏附力影响不显著;黏附力随泥浆黏度的增加呈对数增长趋势。纸膜与泥浆间的黏附力随正压力的增加,呈线性增加趋势。加载速度在0.83×10-3～0.5×10-2 m/s区间,黏附力随加载速度增加而快速上升;加载速度超过0.5×10-2 m/s时,黏附力上升速度较慢;加载速度在0.67×10-2～0.83×10-2 m/s范围内时,黏附力趋于定值。因此,为了提高纸膜覆盖质量,整地、泡田过程中,应使土壤含水率最大不要超过饱和含水率的1.05倍;在满足泥浆的抗压强度的前提下应增加纸膜单位面积上的正压力;覆膜速度低于0.5×10-2 m/s时,通过加载速度的方法来提高覆膜质量。研究成果将为纸膜覆膜机构的设计提供参考。     

盘式入渗仪法测定喀斯特洼地土壤透水性研究

研究土壤水入渗有助于了解喀斯特地区表层岩溶带对降水资源的调蓄作用。该文利用盘式负压入渗仪(盘径d=20 cm,负压h0=-20 mm)研究了桂西北喀斯特洼地典型剖面各层次土壤透水性。结果表明:各层土壤透水性能差异较大,具有随土层深度增加而减小的趋势,但菜地50-80 cm层大于20-50 cm层;菜地剖面0-10 cm层土壤近似饱和导水率(1.85×10-3cm/s)是20-50 cm层的5.2倍,玉米地剖面0-16 cm层土壤近似饱和导水率(2.21×10-3cm/s)是55-70 cm层的3.1倍;土壤比重、初始含水率同土壤入渗性能关系密切,与近似饱和导水率的相关系数分别为-0.676*和-0.841**。     

太湖地区主要水稻土的土壤水分参数研究

太湖地区主要水稻土类型的水分参数研究结果表明 ,水稻土 4个土层的土壤水分特征曲线基本一致。土壤的饱和含水量、田间持水量、凋萎系数和土壤有效水的含量均从土壤上层到下层呈降低的趋势 ;土壤的非饱和导水率与负压水头之间呈负相关的指数曲线变化 ,当负压水头达到 10 k Pa时 ,非饱和导水率降低到最小值 ,且基本趋于稳定 ;非饱和土壤水扩散率变化于 1.1× 10 - 3～ 1.886× 10 - 3cm2 / min之间 ,非饱和土壤水扩散率随含水量也呈指数曲线变化。     

蒋家沟砾石土不同含水率直剪强度特征

蒋家沟流域内大量泥石流由滑坡引发,在滑坡转化为泥石流的3个过程中,首先是在斜坡体内大范围剪切破坏。在其物源区与沉积区内分布大量砾石土,其强度特征对于蒋家沟泥石流的起动机理以及流域内土壤侵蚀具有重要意义。由于降雨过程中,坡体内砾石土含水率逐渐增大,影响其力学性质特征,加之砾石土颗粒粗大,粗细粒配比和试验尺寸对强度特征有一定的影响。为此,在室内和现场两用大型直剪仪下进行蒋家沟砾石土不同含水率下的直剪强度试验,结果表明,试样在ρd=1.9 g/cm3不同含水率下,剪应力-水平位移关系没有明显峰值,应力-应变曲线为应力硬化型;同一含水率试样在γ=0.02时的剪切模量G0.02随垂直压力增加而增大;含水率7.07%试样各级压力下G0.02最大;φ值与含水率w符合二次函数关系式:φ=-0.471w2 6.7462w 3.9262;试样C值与含水率w符合二次函数关系式:C=-0.7307w2 8.4784w 1.462。     

有关天然堤坝发生滑坡决口的机制研究

天然堤坝多因洪水漫顶、坝体浸润过度而产生滑坡或形成管涌扩大导致决口溃坝,对下游地区构成巨大危害。水利部门都致力于研究天然堤坝决口的机制,进行危机预警管理,降低经济损失。2005年日本学者森俊勇等人针对日本天然堤坝决口的现象,收集许多滑坡决口、管涌决口的事例,采用高峰流量的推算方法,对天然堤坝决口的机制进行了研究,其结论:筑坝材料的黏着力、内摩擦角、堤坝下游边坡坡度、坝高、坝顶宽度等决定堤坝的安全系数。当堤坝材料的内摩擦角和黏着力小时,库区水位达到1/4,坝顶宽为1 m,下游边坡坡度为30°时,坝高为30 m以上的天然堤坝及库区水位达到3/4,坝高在15 m的天然堤坝,就有发生滑坡决口的可能。     

光降解地膜的农业效果与降解过程（Ⅱ）：土壤污染研究及环境评价

西方介绍了光降解地膜残片进入土壤耕层后，对封理化性状及农作物生长状况的影响；另对光降解地膜的社会效益和经济效益进行了分析。研究表明，当光降解地膜残征累积于土壤２０－５０ａ时，只要残片小于４×４ｃｍ＾２，对土壤团聚体、比重、容重、毛管水、饱和水、入渗水水分蒸发及土壤化学性质均不构成污染，对作物无毒害。残片大于４×４ｃｍ＾２时，土壤部分物理性状产显影响。     

降解膜残片与土壤耕层水分运动

经模拟试验证明，当降解膜残片以１：１０００膜土比残留于土壤耕层时，凡小于４×４ｃｍ＾２的降解膜残片对土壤耕层中的毛管水，入渗水，饱和水及蒸发速度等主要分性状无显著影响。     

海藻多糖抗蚀剂对土壤抗剪与入渗特性的影响

施用土壤抗蚀剂是提升土壤流失治理效果的有效途径之一,现有材料生态效益不能满足耕地的使用需求,寻找生态效益优良的新型土壤抗蚀材料是目前的研究热点与关键。该研究以土壤内源性多糖为基材制得的土壤抗蚀材料为对象,通过直剪试验、土壤崩解试验与变水头入渗试验分析施用量、养护时间对土壤抗剪、入渗等特性的影响,以探讨其防治耕地水土流失的潜质。试验结果表明,海藻多糖抗蚀剂可以在较大程度上提升土壤内聚力,在相同养护时间下,土壤内聚力与其施用浓度呈正相关,在施用浓度1%时4种养护时间下平均提升3.33倍;在同一施用浓度下,土壤内聚力随养护时间延长而增加,短时养护就能取得较好效果。施用浓度与养护时间对内摩擦角的影响较小,施用海藻多糖抗蚀剂后内摩擦角仅小幅增加。土壤抗崩解性随施用浓度的增加而增加,少量施用就能取得良好效果,在施用浓度0.25%时,土壤崩解系数减少66.1%,当施用浓度达到1%时,试验条件下没有崩解发生。渗透系数随施用浓度增加先增加后减小,于0.25%时达到最大值2.86×10-5 cm/s,于1%时达到最小值0.91×10-5 cm/s,都属中等透水层。对固土机理进行了探讨,并通过扫描电镜测试进行验证,结果表明海藻多糖抗蚀剂可通过土壤孔隙渗透扩散到土体内部,包裹土壤颗粒,进而利用自聚交联、凝胶固结在土壤表面和孔隙形成网状膜结构,增强土壤颗粒间的连接,提升土体强度,可拓宽坡耕地土壤侵蚀防治材料的选择范围。     

震裂山体滑坡一溃决型泥石流特征及防治措施研究

“5·12”大地震后形成较多震裂山体,震裂山体在暴雨、余震作用下一旦失稳,将会形成高势能滑坡,堵塞下部沟道,形成堰塞湖,在动静水压及掏蚀作用下导致堰塞湖的溃决,形成破坏力极强的溃决型泥石流。四川安县甘沟泥石流就是典型的溃决型泥石流,2009年8月24日,由于强降雨作用,甘沟支沟牛颈沟滑坡高速下滑,形成堰塞湖最终溃坝,暴发了溃决型泥石流,为震区典型的滑坡-泥石流地质灾害链。由于牛颈沟还残余大量物源,在暴雨情况下再次暴发溃决型泥石流的可能性很大,因此提出以下应对措施:护排为主,结合低坝消能;及时清淤,恢复植被;加强监测,及时警报。     

太湖地区农田生态环境中土壤饱和导水率研究

对太湖地区主要水稻土类型的饱和导水率进行了研究.结果表明,该土壤的饱和导水率变化于7.20×10-5～6.33×10-4 cm/s, 并随着深度的增加饱和导水率迅速下降;原状土和扰动土的饱和导水率相差很大, 土壤的质地、有机质含量、容重、孔隙度和结构系数等均对饱和导水率有一定的影响.原状土的饱和导水率能反映田间的实际情况, 对研究土壤水分平衡和水土保持有极其重要的意义. 而扰动土的饱和导水率只能作为一种农业工程的参考数据被运用.     

宜宾岷江南岸半边街滑坡稳定性及敏感性评价

以地处岷江南岸的宜宾市叙州区蕨溪镇半边街滑坡为研究对象,在滑坡工程地质勘查、岩土试验等基础上,对其特征、影响因素及变形机制等展开分析,并选取滑坡的两个主要剖面,利用极限平衡理论的传递系数法,对不同工况下的滑坡稳定性及暴雨工况下的敏感性因素进行定量分析。结果表明：滑坡变形在雨季、岷江河水下跌时尤为剧烈,持续暴雨及岷江河水快速涨跌为滑坡失稳的主要诱因;滑坡整体基本稳定,其中后部斜坡在暴雨工况下稳定性系数为0.991～1.026,处于不稳定-欠稳定状态,局部前缘斜坡在河水涨跌工况下稳定性系数为1.000,处于欠稳定状态,其他情况下均处于基本稳定-稳定状态;暴雨工况下黏聚力是影响滑坡稳定性的最主要敏感性因素。     

三峡大坝建成后库水对岸坡土力学强度的影响及诱发灾难

滑坡、泥石流和土壤流失的发生,与源地土的力学强度关系密切。强度大,就可以承受大的水冲击力,能减缓甚至避免滑坡、泥石流和土壤流失;强度小,则容易发生这类灾害。从单剪的屈服强度看,某源地土的强度极低;同时从它们的物理化学特性看也很不好,含有膨胀矿物,胶结差,表面能高,性质不稳定,容易受到环境因素的影响。这些都有利于滑坡、泥石流和土壤流失。三峡大坝建成后,将有一些环境条件改变,如水位抬高,使源地土的含水量增加,难溶盐降低和被生活脏水污染,等等。为了模拟这些环境条件的改变,将重塑样分别用蒸馏水、硫酸液、腐殖酸液和洗衣粉液饱和,再作直接剪切实验。结果表明,强度极低的源地土,其强度比原有更低,库区沿岸将会诱发大量的滑坡、泥石流和土壤流失,后患无穷。     

玉米农田行尺度土壤热特性变异特征及其对土壤含水量和温度的响应

农田土壤热特性受地表能量平衡、土壤特性和作物生长的影响,存在显著的时空变异性,而目前缺乏关于作物行尺度土壤热特性变异特征的研究。本研究采用定位试验,利用热脉冲技术监测了玉米农田行尺度四个位置处（1/2行间、1/4行间、棵下和棵间）两个深度（2 cm和4.5 cm）土壤热特性的时空变异规律,并分析了土壤温度和含水量对土壤热特性的影响。结果表明,在试验期间,热导率、热容量和热扩散率的变化范围分别为0.66—2.22 W/(m?K),1.46—4.49 MJ/(m3?K)和4.07×10-7—6.88×10-7 m2/s。降雨之后,热导率和热容量增加,且随着时间推移逐渐降低。2 cm深度的土壤热特性的波动较大,棵下位置土壤热导率和热容量值最大,波动最为明显;土壤热扩散率在1/2行间位置最大。在4.5 cm深度,各位置土壤热特性变化趋势基本一致,土壤热导率和热容量值在1/2行间位置最大,土壤热扩散率在棵间位置最大。综合两个土层数据得出1/4行间位置的热导率和热容量更具代表性。本研究中土壤热特性对土壤含水量的响应规律较为明显,随着土壤含水量增加,热导率和热容量线性增加,热扩散率则表现出先增加后降低的规律。在测定的土壤温度范围内,热扩散率随土壤温度增加呈上升趋势。该研究可以为农田水热管理提供理论依据。     

利用林木简支梁防治泥石流

森林具有防御或减轻自然灾害的机能。缓冲林带可促进土沙的堆积。利用林木作成简支梁可防御泥石流。通过对林木简支梁的受力分析 ,提出树干 (立木 )、梁 (横木 )抵抗泥石流冲击力所需的强度及最小胸径、直径和林间距的设定方法。研究结果表明 :当林木密度为 80 0株 hm2 、立木间距为 3 5m时 ,基本上可抗御泥石流。梁最小直径、立木胸径应随着泥石流速度增大而增大。当流速为 5m s时 ,粱直径选择 2 2～ 36cm。立木胸径计算值为 36 5～ 5 1 5cm ,但实际上 12～ 30cm也可满足实用要求。为增强拦截效果 ,可增设支撑措施。     

密度调控对鲁北黄泛平原区人工林土壤物理性质及植物多样性的影响

[目的] 分析黄泛平原林分密度调控对不同林分土壤物理性质和植物多样性的影响,为优化林分生长,改良土壤物理性质和增加林下植被多样性提供理论依据。[方法] 以山东省东营市利津县王庄沙区林场相同立地条件下3种人工林（白蜡、旱柳、白榆）为研究对象,调查不同密度（株行距3 m×3 m,3 m×6 m）各林分土壤容重、孔隙度、持水量和植被生长情况。[结果] ①林分密度由3 m×3 m降至3 m×6 m,两种林分密度均可增加各林分的冠幅、胸径和树高;林下植物生物量及其多样性,与其他林分相比,白榆人工林的林分因子各指标增加最为显著。②林分密度3 m×6 m降低了同一土层非毛管孔隙度,增加了同一土层毛管孔隙度和总孔隙度。③林分密度3 m×6 m显著提高了白蜡、旱柳、白榆3种人工林0—20 cm土层的饱和持水量和毛管持水量（p<0.05）,显著提高了白榆人工林20—40 cm土层的土壤质量含水量（p<0.05）。[结论] 低林分密度调控,白榆人工林林下植物生物量、多样性的增加最明显;白蜡人工林林下土壤毛管孔隙度和总孔隙度提高最明显;白蜡、白榆、旱柳人工林0—20 cm土层的土壤饱和持水量和毛管持水量均显著提高,且白榆人工林20—40 cm土层的土壤质量含水量的提高显著。     

磁场及流速场条件下盐渍液快速腌渍芥菜

为了实现对芥菜的快速腌渍,采用磁场和流动盐液相结合的方式对样品进行处理,并与静置条件下的腌渍进行了对比。利用不同磁感应强度的磁场(200、1 000、2 000 Gs)和流速场(0.03、0.06、0.22 m/s)完成对芥菜的腌渍处理,同时考察了传质动力学方程。结果表明:当腌渍条件于磁感应强度2 000 Gs和流速0.06 m/s时,可在180 min时间内使样品表层盐分达到饱和,盐分扩散系数为k=2.35×10-2 min-1,而当腌渍液处于湍流(0.22 m/s,雷诺数Re=4 132)的情况下则不利于盐分扩散,只施加磁场的静置腌渍对传质无显著提高(P0.05),而当腌渍液在层流状态下(雷诺数Re=563和1 127)则有利于盐分向多孔状原料的渗透,最佳工艺参数为磁感应强度B=2 000 Gs和流速v=0.06 m/s且该条件下的传质动力学模型可采用Logistic方程进行描述,预测方程决定系数为R2=0.976,该研究为农产品快速浸渍加工提供了参考。     

藏东南典型小流域土壤饱和导水率和土壤容重空间分布

选取藏东南地区的典型小流域,通过网格法在流域的阴坡和阳坡分别采集表层(0-10cm)和底层(20-30cm)环刀土样,研究土壤饱和导水率和土壤容重在流域内的空间分布。结果表明:不同土层相比,表层土壤的饱和导水率以及土壤容重均低于底层值;阴坡和阳坡相比,阳坡的平均土壤饱和导水率和土壤容重高于阴坡,且其变异程度更大;沿坡长方向,土壤饱和导水率从坡顶到坡底呈增大趋势而土壤容重呈减小趋势;土壤饱和导水率与土壤容重之间呈显著负相关(P0.05)。     

冻融期土壤温度对有机污染物迁移行为的影响

为了解季节性冻融期土壤垂直分层温度变化对有机污染物迁移扩散行为的影响。通过冬季大田试验分别测定了裸地,5,10,15cm厚度秸秆覆盖条件下3,10,20,40,60,100cm深度土壤温度,并应用土—气交换层及相邻土壤层迁移扩散通量系数,深入研究了土壤温度变化对有机污染物迁移行为的影响,并系统地分析了不同温度数据对模拟结果产生的差异性。研究结果表明:不同覆盖条件下深层土壤有机氯农药α-HCH迁移扩散通量系数数值的变化与土壤层厚度有关;土壤垂直分层温度的变化与α-HCH的迁移扩散通量系数呈显著正相关,且随着土壤深度的增加相关性逐渐减弱;日平均气温变化与土—气交换层α-HCH的迁移扩散通量系数的变化具有明显的一致性(R=0.999,p=0.000);日平均气温与土壤垂直分层温度观测数据建立的回归方程能够较好地与0—40cm土壤深度实测温度相吻合:y=-0.788+0.818x(3cm,R=0.964,p0.01),y=-1.214+0.705x(10cm,R=0.942,p0.01),y=0.912+0.474x(20cm,R=0.836,p0.01),y=1.004+0.361x(40cm,R=0.714,p0.01);40cm深度土壤预测温度计算α-HCH迁移扩散通量系数产生的相对误差小于使用日平均气温作为替代数据的计算结果。本研究结果将可能为有机污染物在土壤中的迁移扩散行为及相关数值模拟研究提供参考价值。     

基于“天—空—地”协同观测的西宁市南川东路滑坡变形特征与稳定性分析

[目的] 明确降雨对西宁市浅层滑坡失稳的影响,为该市降雨型浅层滑坡灾害的监测预警防治提供依据。 [方法] 以青海省西宁市南川东路H7滑坡为例,采用“天—空—地”协同观测技术对滑坡体进行观测调查,基于流固耦合原理和非饱和土强度理论进行水力耦合数值模拟,得出降雨作用下斜坡的孔隙水压力、应力、位移演化及塑性区分布,通过强度折减法计算不同降雨时长下斜坡安全系数。 [结果] ①南川东路H7滑坡整体形态呈长条状,为“牵引—推移”式滑坡,运动模式表现为坡脚失稳牵引、中部变形滑移及顶部失稳推移。 ②雨水入渗引发斜坡土体饱和度上升、基质吸力消散、有效应力降低、抗剪强度衰弱,导致斜坡的下滑力增大、抗滑力减小,诱使南川东路滑坡稳定性持续下降。 ③ 模拟降雨72 h后,在浅层土体内形成接近贯穿的圆弧形塑性滑动面,斜坡的安全系数从1.17降至1.01,处于“暂时稳定—变形”的欠稳定状态。水平位移在坡脚处最大,为6.89 cm;竖向位移在坡体上部最大,为5.98 cm。 [结论] ①“天—空—地”协同观测技术可有效支撑滑坡灾害的调查与评估,有限元水力耦合数值模拟对降雨型滑坡稳定性研究适用性强、效果较好。 ②南川东路H7滑坡在高强度持续降雨下稳定性将进一步降低,威胁道路、建筑及居民安全,需重视潜在滑坡风险。