黄土水分场光纤原位监测及非饱和渗透系数估算

土壤含水率和渗透系数的原位测定是研究黄土高原地区各类地质灾害机理的重点和难点。应用基于AHFO的含水率测量方法,对降雨条件下黄土地基的水分场动态分布进行原位监测;以含水率监测结果和土水特征曲线为基础改进传统瞬态剖面法,估算蒸发条件下黄土的非饱和渗透系数。结果表明:①土壤中的水分运移受重力、吸力梯度和大气蒸发力的综合控制;降雨后黄土中的水分循环主要发生在浅层,降雨量较大时,土壤剖面呈现出干湿交替的现象;降雨量较小时,水分入渗到一定深度即向上部运移排泄;②改进的瞬态剖面法可以避免含水率分布函数和吸力未知所带来的计算误差,实现蒸发作用下黄土的非饱和渗透系数估算;③非饱和渗透系数计算值与平均含水率成正相关关系,但离散性较大,其误差主要来源于土壤性质的空间变异性和蒸发作用的滞后性;④该研究成果为降雨入渗模型的建立提供了精确的含水率和渗透系数,可广泛应用于黄土高原地区的原位试验研究。     

春旱对春玉米产量的影响试验研究

将分级土壤水分胁迫试验与分期播种田间试验相结合,研究了春旱对春玉米产量的影响。结果表明,玉米播种出苗期间耕层土壤含水量与玉米产量的关系是二次函数关系。春季土壤水分胁迫对玉米产量的影响很明显,在田间持水量以下,土壤湿度每下降1个百分点,单产下降7%左右,耕层有效水量每减少10 mm,单产下降14%左右。文章还确定了玉米春旱的土壤水分分级指标。土壤水分对产量的影响指标和模式可以用于开展玉米春旱程度评估和预报,也可用于确定抗旱灌水量。     

莫让土壤因过度使用化肥而“崩溃”

"化肥施用过多问题确实存在,它导致土壤酸化严重,最明显的是土壤中重金属含量增加,有机质单一,通俗地说,就是土壤营养不良。"中国科学院南京土壤研究所研究员、面源污染治理技术研发中心主任施卫明说,根据多年来对水稻主产区的调查发现,我国稻田氮肥施用量比日本和韩国多20%,与泰国、越南相比,施用量就更高了。俗话说"庄稼一枝花,全靠肥当家",但如今,在我国很多地方,庄稼这枝花,几乎全靠"化肥"当     

土壤水分对沙尘暴的阈值反应--以内蒙古中西部地区为例

以2001年4月至2003年6月内蒙古中西部地区逐时观测的土壤体积含水百分率资料为基础,论述了土壤体积含水百分率的时间变化规律及其对沙尘暴的阈值反应.得到的主要结论是:(1)土壤体积含水百分率有着单峰型日波动反应,最高和最低值分别出现在午后4时和午前9时.(2)土壤体积含水百分率的月际变化基本遵循以1a为周期作简单振动的变化规律,最低值出现在3～4月.土壤体积含水百分率全年波动介于18.5%～37.3%之间,年平均值为26.5%.(3)沙尘暴的发生在土壤体积含水百分率含量一定范围内并不随土壤含水量的降低而发生明显变化,但当土壤体积含水百分率低于19.5%时,则随着土壤体积含水百分率的降低而明显增加,表现为土壤体积含水百分率有明显的阈值反应.(4)引进沙尘暴时度的概念研究了沙尘暴发生的持续时间,由沙尘暴时度与土壤体积含水百分率的指数关系发现,在时度大于200min和小于120min的两类沙尘暴中,土壤体积含水百分率每降低1%,沙尘暴时度将分别增加19.94min和10.14min.     

高分解度泥炭土-土水特征曲线研究∗

为了明确非饱和泥炭土的土水特征及其影响因素,以原状泥炭土和人工调配的 5 种不同有机质含量的重塑泥炭土为研究对象,采用滤纸法测试其基质吸力,绘制出相应的土水特征曲线,分析泥炭土原状样和重塑样土水特性的差别,以及不同有机质含量对于泥炭土土水特性的影响;选用 Gardner 模型、Van Genuchten 模型和 Fredlund & Xing 模型对试验结果进行拟合,比较 3 种模型对泥炭土的适用性;最后分析比较高分解度泥炭土的土水特征曲线与其他土类的差异。试验结果表明：有机质含量相同时,原状土样的进气值和残余值小于重塑土样的进气值和残余值,说明原状土样的持水能力弱于重塑土样;有机质含量对泥炭土的土水特征曲线有很大影响,随着土中有机质含量的增加,土的持水能力变强,土样的进气值从 155 kPa 增长到 1 486 kPa,残余值从 4 796.7 kPa 增长到 35 101.5 kPa;3 种模型拟合优良度依次为 Van Genuchten 模型、Fredlund & Xing 模型、Gardner 模型;通过对比,发现高分解度泥炭土持水能力最强,其特征值大于膨润土。     

基于非饱和土力学的地质灾害灾变机制探讨

随着全球灾害性气候加剧,工程建设活动中与非饱和土力学有关的地质灾害问题也日益突出,主要表现为如下4个方面:胀缩性、稳定性、流动性和对围护结构影响。基于非饱和土力学理论和已有研究,分析总结和探讨了地质灾害的灾变机制,认为降雨致使膨胀土含水量增大,基质吸力减小,土粒间作用力下降,膨胀应力超过基质吸力的束缚作用,胀缩变形引发地质灾害;降雨入渗引起斜坡土体基质吸力降低,导致岩土体强度以及稳定性下降引发崩滑灾害;泥石流灾变过程即降雨时物料从非饱和状态转变为超饱和状态的过程,基质吸力在此过程中起到了"催化剂"作用;基质吸力变化会引起非饱和土体应变和位移,由此与围护结构产生相互作用,且其力学性态的变化及大小与基质吸力衰减速度密切相关。     

大气作用下膨胀土地基的水分迁移与胀缩变形分析

运用土体渗流和蒸发理论,建立了大气-非饱和土相互作用模型;以现场观测的气象数据作为边界条件,进行了地基土中水分迁移的数值模拟,得到了大气作用下地基土体含水量的动态分布规律.计算结果表明,地基土中含水量变化幅度随深度增加而递减,3.5m深度以下土体的体积含水量基本不变,从而确定了南宁地区膨胀土地基的大气影响层深度为3.5...     

土壤含水量和植被对浅层滑坡土体抗剪强度的影响

通过对裸地和桉树林地两种土壤在不同土壤含水量、不同深度的非饱和土的直剪试验,研究了植被类型和含水量对非饱和土抗剪强度的影响.结果表明,随着含水量的增加,非饱和土的粘聚力和内摩擦角均减小,粘聚力有较大变化而内摩擦角变化较小,植被具有提高非饱和土抗剪强度的作用.     

交通荷载作用下非饱和土的动力特性试验研究

通过泥浆固结法制备大量均一试样,基于改进的可控制吸力式非饱和土C.K.C循环三轴仪进行了动三轴试验,研究了非饱和粉质粘土在交通荷载长期作用下的动强度和变形特性,同时分析了在饱和条件下反复干湿循环对其动强度的影响。结果表明:基质吸力的增加提高了土体抵抗变形的能力,相同动应力及振次条件下,土体的累积塑性应变随着基质吸力的增加而减小;土体的临界循环动应力以及动强度随着基质吸力的增加而增大,但动强度随基质吸力增加而增大的速率随基质吸力的增加而减小;干湿循环对粉质粘土的动强度有显著影响,使得土体的动强度提高。     

基于拟动力法抗滑桩加固非饱和土边坡稳定性分析∗

基于极限分析上限原理和拟动力法,提出一种半解析改进水平片分法,计算具有非线性分布特征的非饱和土重力和地震惯性力所做外功率,将传统塑性理论扩展至非饱和土中以考虑基质吸力对桩侧阻力的提升作用,与解析解对比验证了该方法的合理性。通过算例分析,揭示了吸力对非饱和土边坡稳定性及抗滑桩加固效果的强化作用,探究了非饱和土边坡的地震响应规律,研究了抗滑桩布设参数对支挡结构边坡稳定性的影响规律。研究结果表明：吸力对边坡稳定性的提升效果可达 20% ~ 50%,吸力效应与地震动特性密切相关,在地震波达到峰值时显著增强;水平和竖向加速度系数以及土剪切模量对边坡地震稳定性影响较大;桩距 D₁/d_p ≤ 4 时,抗滑桩加固效果较为显著并随摩擦角的增加得到强化,抗滑桩最佳桩位位于边坡中上部,且随摩擦角的增加逐渐减小,对应的加固效果也有所降低。     

考虑降雨入渗的非饱和边坡稳定分析

分析了降雨入渗的边坡稳定问题,通过正交实验确定饱和-非饱和渗流计算参数。采用SEEP/W计算饱和-非饱和渗流,利用SLOPE/W模块计算树坪滑坡在降雨入渗情况下的安全系数。     

地基土层与含水率变化对湿喷桩成桩质量的影响

利用自行研制的模型试验系统,开展了土层性质及含水率变化对湿喷桩强度影响的定量研究。通过对不同土层及含水率的湿喷桩无侧限抗压强度测试数据的对比分析,发现粘土层中湿喷桩强度高于粉土层中湿喷桩的强度。其主要原因是粘土层中水泥浆液与土体颗粒和水体发生了更强的离子交换和团粒化作用及硬凝反应;地基土层含水率对湿喷桩强度有着显著的影响,且存在一最优含水率,在该含水率下,湿喷桩强度显著提高。     

南充市水土流失成因分析及防治对策

本文阐述了南充市主要土壤类型及水土流失的特点,分析了自然因素、人为因素对土壤侵蚀的影响,着重对降雨量、地形坡度与土壤侵蚀量之间的关系进行了回归分析,并在此基础上提出了防治水土流失的一些建议.     

癌症及其发生的水土环境

本文从环境学角度分析了癌症高发区的水土环境。表明癌症高发区除水土严重污染,许多常量成份出现异常外,一些微量元素还明显缺少或严重超量。     

防冲刷基材生态护坡技术在边坡工程中的应用

为解决工程裸露边坡对环境的影响,在生态防护工程中引入防冲刷基材(PEB)生态护坡技术,并介绍其主要功能特点和详细实施过程,结合河南燕山水库植被护坡工程实施后植物生长、浅层防护和水土保持的监测结果,对该技术进行了全面评析。结果表明,该技术在经济、植被生长适应性、抗冲刷性方面均表现出独特的效果和优势,能较快地恢复边坡原有生态效果。该技术在类似边坡的处理上可以广泛应用。     

中国水土流失的基本概况及其综合治理

水土流失是一个全球性的环境问题,给人类的生命和物质财产造成极大的危害与破坏。在现代社会,由于人口的持续增长、社会经济生产规模的不断扩大、植被破坏的急剧发展,对国家经济的发展构成了威胁。在上述背景下,本文在对以往研究结果进行综合分析的基础上,根据“再造一个山川秀美的西北地区”之要求,因地制宜地提出了我国水土流失的防治途径。     

粉土动力特性研究综述

粉土是一种具有特殊工程性质的土,粉土中砂粒、粉粒、粘粒都存在,这3种粒种分别具有不同的性质。总结这3种粒种对粉土动模量和阻尼的影响,得到了粉土模量阻尼的表达式以及粉土动力特性符合土体非线性和滞后性的一般规律。液化是一种特殊的强度问题,国内外预测液化可能性的方法主要有经验法、剪切波速法、Seed法、有限元法等。室内研究主要集中在粉土动力特性试验研究上,研究了各种因素影响下粉土液化特性,包括3种不同的粒种对粉土液化特性的影响,尤其是粘粒含量影响下粉土液化特性。粉土的动孔压响应与砂土有很大区别,这也可以用粉土特殊的颗粒结构组成来分析。最后,分析了粉土液化机理,并对粉土进一步研究提出了几点看法。     

云南小江流域中上游泥沙特征及模型试验

通过对长江上游小江流域的地质地貌和方文气象背景分析,并结合动力学模型进行了分析试验研究,试验中,对水流、泥沙及其运动过程按野外勘测资料和试验要求进行了合理的简化。通过研究提出了小江流域中上游泥沙的活动规律及产沙条件,为小江引水工程的改造提出了有科学依据的可行的实施方案。     

底墒对小麦根冠生长及土壤水分利用的影响

在中国气象局固城农业气象试验基地大型水分试验场,进行了不同底墒处理对冬小麦根冠生长发育、产量构成因子和土壤水分利用影响的试验,不同底墒处理对应的播种时的土壤相对湿度分别为:>80％,75％～80％,70％～75％,65％～70％和<65％。结果表明:底墒对冬小麦的根、茎、叶等有不同程度的影响,其中对根的影响尤为显著。充足的底墒能够促进根系对土壤水分和养分的吸收,提高土壤水分利用率,使收获时土壤残留水分减少,扩充了土壤水库的库容,使其能够在汛期到来时,接纳蓄存更多的降水,充分发挥土壤水库的调控功能。叶的生长发育与底墒之间也存在明显的相关关系,底墒与叶面积指数存在着显著的幂函数关系;底墒对总穗数、穗粒数、千粒重和地上总干物重等有显著影响,小麦的穗粒重和底墒有显著的二次曲线(抛物线)关系,由此求得最佳底墒为85.37％(占田间持水量百分比)。