饱和砂卵石介质渗透系数线性预报模型研究

以黄河中游段河床自然堆积砂砾石堆积体为研究对象,通过室内不同粒径特征混合体的系统渗流试验,探讨了砂卵石的粒径组成特征对渗透系数的影响,建立了以有效粒、限制粒径、不均匀系数和曲率系数为自变量的渗透系数线性预报模型。结果表明,砂卵石的渗透系数可用多元线性回归模型进行预测。回归模型及自变量对预测量的影响均显著,模型预测值与实测值平均相对误差为12.39%。     

含水率和颗粒级配对稍密碎石土抗剪性能及地基承载力的影响

碎石土因特殊的工程特性而被科研人员关注,但对大粒径、粉质粘土填充、稍密状态下碎石土的力学性能涉足较少。根据该类型碎石土特点及大量勘察结果配置出两种比较典型级配的稍密碎石土,通过大型直剪试验仪测定了不同含水率状态下碎石土试样的抗剪强度,绘制剪应力与水平位移的关系图,通过一元回归得出稍密碎石的抗剪强度指标c、φ值,分析了不同含水率、不同级配对稍密碎石土抗剪性能的影响。结果表明：随着含水率的增大,碎石土粘聚力总体呈减小趋势,但变化趋势具有显著的阶段性且和粉质粘土的含量有关,含水率变化对碎石土内摩擦角的影响较小。用规范推荐方法计算了该类型碎石土地基承载力,并与地方规范经验取值和勘察工程实践取值进行了对比,结果表明：含水率对地基承载力影响较大,且与碎石土填充物的粉质粘土含量有关,粉质粘土含量越高,承载力影响越大。     

不同砾石盖度戈壁床面动力学特征研究

利用野外车载移动式风洞,对莫高窟顶不同砾石盖度戈壁床面的动力学特征进行了实地模拟实验。结果表明：砾石盖度直接决定戈壁床面的粗糙元数量和分布状况,进而影响近地表风速廓线、摩阻速度、床面粗糙度和剪切力;随着风洞进口指示风速的增加,摩阻速度呈线性递增,而动力学粗糙度在波动中呈下降趋势;相同高度,随着砾石盖度的增加,近地表风速逐渐降低,而摩阻速度、动力学粗糙度和剪切力呈线性增加;当床面盖度增加至35%时,动力学粗糙度达到0.30 cm,摩阻速度相应提高到0.93 cm/s,床面剪切力增加至1.11 N/cm。     

保护性措施对农田土壤风蚀影响的室内风洞模拟

为寻求合理的保护性耕作措施,试验设计了砾石覆盖、秸秆覆盖、覆盖与留茬组合的措施和4个风速等变量,研究风速、覆盖物和覆盖度与风蚀量、抗风蚀效率、风沙流结构的关系,比较多种措施之间的抗风蚀效果优劣.结果表明:1)4个设定风速下30％ ～ 90％覆盖度的秸秆覆盖的抗风蚀效率在54％ ～ 92％之间,砾石覆盖为26％～72％,30％的砾石覆盖或30％的秸秆覆盖与3种留茬高度的组合措施下,平均抗风蚀效率均在70％ ～ 78％之间;2)随着覆盖度的增加,砾石覆盖措施最小可抑制的有效风速值从8.0 m/s逐渐增大到12.5 m/s,秸秆覆盖措施从10.1m/s增加到了14.3 m/s;3)覆盖处理下0～62 cm高度内的输沙量大部分集中在0～26 cm;4)覆盖与留茬组合措施的输沙量多集中在60 cm以内.     

覆土厚度对裸岩石砾地土壤颗粒迁移过程的影响

为了明确裸岩石砾地土地整治工程中人为构建耕作层的合理覆土厚度,通过室内土柱模拟试验,研究了覆土厚度对裸岩石砾地土壤颗粒迁移过程的影响。根据裸岩石砾地土地整治工程特点,试验共设计4个覆土厚度,分别为5,10,15,20cm,土柱底部装填5cm厚直径为10mm的玻璃珠,试验从土柱下端出水开始记时,共接取渗漏液6h。结果表明:(1)较厚的土层具有较好的保水蓄水能力和较强的土体稳定性,4个土层厚度的水分渗漏量均随着土层厚度增加而减小,水分渗漏速率表现为先增大后减小,最终趋于稳定的趋势;(2)土壤颗粒迁出量与土层厚度呈负相关关系,土壤颗粒累积迁出量与土层厚度的拟合关系式为:y=3.19e-0.11x(R2=0.96);(3)水分渗漏前期往往伴随着大量土壤颗粒的迁出,且土层越薄,水分渗漏量和土壤颗粒迁出量越大,随着渗漏过程的进行土壤颗粒迁出量逐渐减小;(4)迁出颗粒中粉粒含量最高,黏粒次之,砂粒含量最低,且不同粒径土壤颗粒随时间的迁出特征也不同。研究结果为裸岩石砾地土地整治提供了科学依据。     

裸岩石砾地客土土体结构对水肥渗漏的影响

针对裸岩石砾地利用客土法整治后新增耕地存在失水失肥的现象,以秦岭北麓某荒石滩新增耕地客土耕层作为模拟研究对象,将供试土壤以不同容重分层填装试验土柱,并对其进行了水分入渗试验,分析了裸岩石砾地人为耕作层结构的水分、养分渗漏特征。通过对5种耕作层结构的模拟渗漏试验,结果表明:(1)人为耕层土壤初始渗漏能力和渗漏速率与模拟心土层容重呈负相关关系,其入渗过程可用修正后的Kostiakov入渗模型进行模拟;(2)心土层土壤容重对累积入渗量、入渗速率及养分流失量均有较大影响,并呈负相关关系;(3)分析养分总渗漏量显示,存在一个最优耕层结构,在此耕层结构具有较好的保肥效果。通过综合分析水肥渗漏状况,确定最优耕层结构自下而上容重分别为1.5,1.3,1.2g/cm3。     

工程堆积体坡面砾石分布及含量概化

为室内试验中更好地模拟工程堆积体,利用图像分析法和经典统计学方法对6大典型水蚀区的368座工程堆积体中粒径D1cm的坡面砾石的分布和含量进行概化分析,得到工程堆积体下垫面上中下坡位砾石含量的概化区间。结果表明:工程堆积体坡面各粒径砾石含量大多服从正态分布,且山区和平原丘陵区之间的砾石总含量有显著性差异。工程堆积体坡面砾石重力分选作用明显,且随着砾石粒径的增加,分选程度增大。在室内进行工程堆积体下垫面设计时,山区堆积体的砾石总含量宜设置在50%~60%,其中,细粒砾石含量宜设置在20%~30%,中粒砾石含量宜设置在10%~15%,粗粒砾石和巨粒砾石含量宜设置为10%,堆积体上中下坡位坡面砾石含量配比宜设置为1∶1.3∶1.5;平原丘陵区的砾石总含量宜设置在15%~20%,其中细粒砾石、中粒砾石、粗粒砾石、巨粒砾石含量分别宜设置为5%~10%,3%~7%,2%~5%,2%~3%,堆积体上中下坡位坡面砾石含量配比宜设置为1∶1.5∶2.5。     

岩石对喀斯特峰丛山体土壤水分布特征的影响

喀斯特峰丛山体土壤水是喀斯特地区水文循环及生态环境重要的影响因素。该地区各类岩体碎石类型较多,对土壤水运移及分布影响各不相同。研究岩石对土壤水的影响,对研究该地区水动力过程及水文生态效应具有重要意义。选取贵州省普定县岩溶区内典型的喀斯特峰丛山体,利用TDR测定不同类型岩石影响下的土壤含水率,分析了岩石对土壤含水率空间分布规律的影响。结果表明,由于对土壤水的阻碍作用,岩层下部土壤含水率较低,岩层上部土壤含水率较高;但岩层上部土层浅薄时,土壤含水率偏低。破碎岩块阻碍土壤水运动,土壤水在土壤与岩块表面溶蚀接触区域得到雨水集中补给,含水率较高。土壤中砾石增加了土壤透水性能,使土壤含水率较高,影响作用随埋深增加而减小。     

南京周边地区古砂砾层土壤和岩石形成的数学分析

Research samples were taken from an ancient gravel stratum which is not only a representative soil layer along the middle-lower reaches of the Yangtze River in East China ,but also one of the primary Neozoic strata in Nanjing district.Located mostly on the second and third terraces,the ancient gravel strata formed the geomorphic landscapes of terrace and step.They were complex in constitution,varied widely in stability,of multiple sources,locally derived ,and associated with braided streams in the deposition environment ,A CIPW(Cross,Iddings,Pirsson and Washington) method modified by the author was used to analyze the soil-rock-forming materials of finer grains(less than 2 mm in size) of the ancient gravel stratum.Results of the analysis showed that the sandy grains were composed of apatite,ilmenite,potassium feldspar,plagioclase,enstatite and free quartz,the clay mainly of kaolinite,and the cement of a combination of silicon,aluminum and iron at a ratiof of 46:44:10.In the soil-rock-forming processes, including compactional solidifiation,water-stable illuviation-cementation,homogneous overgrowth and so on,the loose soil-rock-forming components gradually changed into consolidated soil and further to the early stage of lithification.Meanvwhile,from ,the analysis,we found that the ancient gravel stratum had been protected by overlying Xiashu loess or basalt and the overloading resulted in overconsolidated strata ,The modified CIPW method was applicale and effective for semi-quantitative analysis.     

污水芦苇碎石床处理出水养鱼回用技术研究

通过直接建造在鱼塘内的芦苇碎石床处理城市污水后,再抽鱼塘底层水回流到芦苇碎石床上进行再处理的试验研究表明,这种处理可使鱼塘水质达到卫生养鱼的水质标准。这一回用技术是安全可行的,有较好的经济效益。