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紫色土结构松散、具高生产性,但具有较弱的抗侵蚀能力,侵蚀后表现出土壤干密度减小、细颗粒流失严重等现象,影响其持水特性。为探讨紫色土降雨侵蚀后土壤持水特性的变化,该研究选取砂质黏性紫色土在降雨条件下最易变化的3组粒组(>0.250~0.500、>0.075~0.250、0~0.075 mm),开展广义吸力范围内粒组缺失的土-水特征曲线(soil-water characteristic curve,SWCC)试验,分析粒组缺失对砂质黏性紫色土持水特性的影响。结果表明: 1)粒组缺失会降低土体持水特性,在边界效应区和过渡区最为明显,残余区影响较小。缺失粒组质量分数与进气值和残余含水率呈反比;2)使用粒径参数(限制粒径、平均粒径、中值粒径、有效粒径)表征土体级配状况,建立土体级配曲线与SWCC特征值的关系,发现除有效粒径,其余参数均与进气值和残余值呈线性反比关系;3)使用Fredlund-Xing模型对不同方法所得数据进行拟合,发现使用单一试验方法所得数据结果拟合优度较高,但SWCC明显偏离其余试验数据点。提出获得准确的紫色土全吸力SWCC仅需确定吸力最大值,并引入3种评价指标进行验证,拟合结果表明,此方法可有效缩短SWCC试验周期,为SWCC在三峡库区紫色土地区的工程运用提供了可靠的思路。 相似文献
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砂质黏性紫色土遇水极易崩解是导致西南山区土壤侵蚀流失等水土灾害的重要原因,为揭示其崩解规律和机制,改善土体的崩解性,采用自制崩解测量仪对不同初始干密度、含水率及颗粒级配条件下的紫色土进行浸水崩解试验,并从非饱和有效应力角度分析了其崩解演化机制,在此基础上,通过扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)探讨利用微生物诱导碳酸钙沉积(Microbial Induced Calcite Precipitation,MICP)加固技术对紫色土崩解性的改善效果。结果表明:1)紫色土浸水崩解全过程包含排气吸水期、平衡期、崩解发展期、崩解残余期4个阶段;2)崩解率与平均崩解速率随初始干密度及含水率的增大而减小,且细颗粒含量越高,平均崩解速率越大;3)紫色土浸水后非饱和有效应力的衰减过程受初始饱和度的影响较大,平均崩解速率随初始饱和度的增大呈指数函数衰减;4)MICP加固土的崩解率和平均崩解速率相较于素土分别下降了73~97个百分点和84%~99%,固化沉积的碳酸钙晶体使土体结构中的微裂隙与大孔隙大幅减少,形成较为致密的孔隙结构,大幅增强了粒间胶结强度,使土体抗崩解性能明显提升。MICP技术可以作为西南山区紫色土水土灾害防治的有效措施。 相似文献
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