巴东三中滑坡碎石土抗剪强度特征研究

碎石土是介于土体和岩体之间的一种特殊地质体,引起了国内外众多研究者的重视。结合细粒土室内直剪试验,并在大剪试验下研究了不同粗粒含量(20%、50%、80%)、不同含水率(15%、18%、20%)的碎石土抗剪强度参数的特性。试验结果表明:碎石土抗剪强度参数与碎石土中含水率和粗粒含量有关。含水率对细粒土和碎石土内聚力的影响规律是不同的,碎石土内摩擦角随含水率的增加发生了不同程度的降低;随土体密度的增大,碎石土内聚力升高,随粗粒含量的增加,碎石土内聚力会降低;碎石土内摩擦角随粗粒含量增加先降低后逐渐升高;碎石土τ-σ关系曲线中,随粗粒含量的增加,碎石土剪切强度升高;利用线性逼近的方式近似得到碎石土抗剪强度实用计算公式,通过对比计算值和试验值可知,实用公式计算值在一定程度上能够反映该土样的抗剪强度特征。     

不同降雨强度下库岸滑坡体含水率及其稳定性分析

库水和大气降雨的叠加作用是导致库岸滑坡最危险的组合条件之一。大部分滑坡在库水的作用下仍能保持稳定,但遇到强降雨作用,则对滑坡稳定极为不利,因此此类滑坡的稳定性取决于降雨的作用。对秭归县王家院子库岸滑坡在降雨和库水联合作用下的稳定性进行了数值模拟计算与分析。结果表明:当降雨强度较小时,滑坡表层土体的含水率增大,深部土体含水率变化较小,小的降雨强度容易引起浅层滑坡或局部滑坡;当降雨强度较大时,雨水渗入到滑坡坡体深部,深部土体含水率迅速增大,强降雨可能引起滑坡整体失稳。     

黄土无侧限抗压强度的试验研究

为了研究黄土填料无侧限抗压强度特性随其含水率、干密度的变化规律,本文对22种不同含水率、干密度组合的黄土试样进行了室内无侧限抗压强度试验,通过对试验数据及应力-应变曲线的分析,分别研究了黄土试样的无侧限抗压强度、弹性模量与含水率、干密度的关系。结果表明:同一含水率下,随着干密度的增加,黄土试样的无侧限抗压强度和弹性模量呈线性增长,且其增长速率随含水率增加而线性降低;同一干密度下,随着含水率的增加,黄土试样的无侧限抗压强度以二次函数的形式衰减,当黄土试样含水率为16%以上时,其衰减速率变缓,黄土试样无侧限抗压强度值基本处于同一水平,而黄土试样的弹性模量随含水率增加而线性降低,降低速率随干密度的增加而呈线性增长;黄土试样的无侧限抗压强度与弹性模量之间具有良好的线性相关性。该研究可为黄土作为建筑填料时的施工安全提供科学依据。     

压实膨润土非饱和渗透系数的一种预测分析方法

用新疆柯尔碱膨润土制备不同干密度土样进行土水特征曲线实验和渗透实验,得到不同干密度土样的土水特征曲线,通过van Genuchten模型预测出相应的非饱和渗透系数,进而得到不同干密度土样非饱和渗透系数与含水率的关系。结果显示:非饱和渗透系数随着含水率的减小非线性的减小,随干密度的增大而减小。当含水率较高时,非饱和渗透系数随含水率的变化比较小;当含水率较小时,渗透系数随含水率的变化比较大。而干密度对渗透系数的影响伴随整个实验过程,当干密度较小时,随着干密度的增大,渗透系数受干密度影响较大。当干密度较大时,此时干密度的进一步增大对渗透系数的影响不大。     

基于指数型的浅层滑坡非积水降雨入渗模型研究

降雨诱发浅层滑坡稳定性评价的前提是计算边坡的湿润锋深度,目前较为常用的计算方法是基于改进的Mein-Larson降雨入渗模型,但该模型假定斜坡土体初始含水率均匀分布,实际上斜坡土体初始含水率分布是不均匀的,其表现出越靠近地下水位土体含水率越高的规律。为了体现这一实际情况,提出一种指数型的土体初始含水率分布函数,对传统的非积水降雨入渗模型进行了改进,并通过有限元数值分析对土体初始含水率分布函数和改进的模型进行了验证。结果表明:模型计算解与数值解较为接近,说明改进的非积水降雨入渗模型具有一定的适用性。     

赣南凝灰岩残积土水-力相互作用特性研究

凝灰岩残积土在赣南山区广泛分布,在降雨入渗作用下残积土边坡易发生失稳破坏,研究其水-力相互作用特性对这一地区的地质灾害防治具有重要意义。采用三轴固结不排水剪切试验和瞬态脱湿与吸湿试验对赣南山区凝灰岩残积土的抗剪强度和水-力相互作用特性进行研究。结果表明:凝灰岩残积土的抗剪强度参数为c=14.0kPa、Φ=15.6°,c′=7.8kPa、Φ′=28.0°;凝灰岩残积土在脱湿条件下的进气值为14.6kPa,在吸湿条件下的进气值为3.89kPa;凝灰岩残积土的基质吸力和吸应力随含水率的增大而减小,其渗透系数随含水率的增大而增大;凝灰岩残积土的抗剪强度随含水率的增大而减小,土体的抗剪强度与净法向应力成正比;当含水率较小时土体抗剪强度的变化速率比含水率较大时抗剪强度的变化速率快。     

温和水热预处理促进秸秆产沼气的条件优化研究

以水稻秸秆为原料,在前期单因素试验基础上,通过正交试验研究不同水热预处理条件对稻秸理化特性及产沼气效果的影响.结果表明,预浸时间、初始含水率和热处理时间3个因素对稻秸厌氧发酵20d累积TS产气率的影响程度各不相同,各因素对厌氧发酵累积TS产气率的影响大小顺序为初始含水率 >预浸时间 >热处理时间;得出的最佳水热预处理条件为：初始含水率为55%,预浸时间为2h,热处理时间为6h;与处理CK相比,最佳预处理条件下稻秸20d容积产气率提高29.79%,产气量达总产气量60%和80%时间可提前5d;结合预处理前后稻秸理化特性变化规律分析,表明温和水热预处理促进了纤维素和半纤维素的降解溶出,并促使其更多转化为挥发性脂肪酸（VFA）,从而有利于稻秸快速产沼气.     

花岗岩残积土水-力相互作用特性研究

花岗岩残积土在我国东南部分布广泛,在降雨入渗作用下残积土边坡容易发生失稳破坏,研究其水-力相互作用特性对花岗岩残积土边坡的防护与治理具有重要的意义。采用瞬态脱湿与吸湿试验对花岗岩残积土的水-力相互作用特性进行研究。结果表明:花岗岩残积土原状样在脱湿条件下的进气值为3.07 kPa,在吸湿条件下的进气值为1.52 kPa;脱湿条件下获取的土样α~d、n~d、θ~d_s、K~d_s参数与吸湿条件下获取的α~w、n~w、θ~w_s、K~w_s参数存在一定差异性,这些参数的差异性决定了花岗岩残积土样水-力相互作用特性的不同;花岗岩残积土样的基质吸力和吸应力随体积含水率的增大而减小,土样的渗透系数随体积含水率的增大而增大;花岗岩残积土在相同体积含水率下,土样的干密度越大,进气值、基质吸力和吸应力越大,渗透系数越小。     

盐渍土电阻率试验研究

为了更深入的了解土体电阻率的特性,使其在理论与工程应用上发挥作用,对甘肃瓜州盐渍土进行电阻率室内试验,通过控制含水率、含盐量、干密度三个因素进行正交测试,分别研究了电阻率随含水率、含盐量、孔隙率及饱和度的变化规律及特点。试验表明:盐渍土电阻率随含水量、饱和度的增加呈减小趋势,随孔隙率的增加而增加,在孔隙液未饱和阶段随含盐量增加而下降,在过饱和阶段变化不明显,各因素互相影响,共同作用。由室内试验获得的数据提出经验模型公式,为工程中电法勘探的结果验证与反演解释提供依据。     

初始干密度对风化砂改良膨胀土回弹模量的影响研究

以湖北省宜昌市的膨胀土为研究对象,采用当地广泛分布的风化砂来对膨胀土进行改良,即分别采用10%、20%、30%、40%、50%的风化砂掺入膨胀土中,通过改变各种不同比例混合料的初始干密度进行改良膨胀土回弹模量试验,研究掺砂比例、初始干密度对风化砂改良膨胀土回弹模量的影响规律。结果表明:掺砂比例和初始干密度均对改良膨胀土的回弹模量有显著的影响。当初始干密度一定时,改良膨胀土的回弹模量会随着掺砂比例的增加先增大后减小,且在掺砂比例为10%时改良膨胀土的回弹模量达到最大值;当掺砂比例一定时,改良膨胀土回弹模量随着初始干密度的增加而增大,增加幅度是先大后小;当掺砂比例一定时,改良膨胀土回弹模量与初始干密度呈现很好的对数关系,因此在施工过程中控制好初始干密度(现场压实度)将有助于提高路基承载能力,保证路基的强度、刚度和稳定性。     

北京城区绿地土壤渗透性能及其对降雨产流的影响分析

土壤渗透性是影响雨水入渗的关键因素之一,是分析土壤蓄积雨水能力的重要前提条件。针对目前城市绿地土壤渗透性能实测数据缺失、评估方法单一、指标选取较少的现状,采取实测法获取北京不同城市功能区的绿地土壤渗透速率、孔隙比、含水率等数据,并采用相关性、因子分析和多元线性回归分析法,分析影响城市建筑小区土壤渗透性的主要因素,探索建立精度更高、数据需求量更少、计算时间更短的土壤渗透模型。运用该模型得到北京市城市绿地雨水入渗能力水平,建立土壤-降雨产流之间的联系,得到以实测数据为基础,更贴近实际产流过程的径流系数。结果表明:试验样地内3种功能区土壤渗透性能排序为:居住区 > 文教区 > 商业区,实测入渗曲线均符合霍顿渗透模型;土壤内部因素中孔隙比、初始含水率和初始入渗速率三者相互关系紧密,外部因素中植被覆盖度与人为干扰情况呈强负相关,考虑到内外部因素共同作用,初始入渗速率可与初始含水率和植被覆盖度建立初步线性关系式（R2>0.9）;入渗量对雨量径流系数的影响随着降雨量和不透水区域面积比例的增大而减小,入渗量占年径流总量控制率对应的降雨量的比值为37.6%~58.2%,并与降雨量呈负相关。研究结果可为海绵城市建模和下垫面优化设计提供理论参考。     

华北平原地下水浅埋区土壤水分动态的时间序列分析

以沧州和衡水实验站为华北平原地下水浅埋区典型区,利用3 a土壤水负压和地下水观测数据,研究了不同年份和土壤质地土壤水分动态。土壤水分数据表明,平水年或丰水年后的枯水年土壤水分从表层到深层为增长型趋势,枯水年为增长-减小-增长趋势;在土壤非均值条件下(沧州),土壤水分具有补给和消耗的季节性变化,而土壤均质条件下(衡水),无明显季节性变化。时间序列分析结果表明,平水年或丰水年沧州实验点土壤浅层(100 cm以上)和深层(100 cm以下)具有明显差异,从上到下土壤水分更加稳定,衡水实验点无明显差异性;枯水年两实验站浅层和深层差异性更小。土壤质地在降水和土壤水以及地下水的响应关系方面具有显著作用。     

羊草和大针茅光合作用午间降低与生态因子关系的研究

本项研究指出,在晴天条件下,由于土壤水分含量不同,羊草和大针茅的光合作用日进程呈现出两种类型:在土壤水分充足时,为午前高峰型;在土壤干旱时,为双峰型。两者均属于光合作用午间降低的类型。 两种植物相比,在土壤干旱时,羊草比大针茅光合午间降低幅度大得多;在土壤水分充足时,其降低程度相近。无论土壤含水量高低,大气湿度降低均是引起光合午间降低的主要大气生态因子。所不同的是,强光只有在土壤干旱时才是引起光合午间降低的直接生态因子;因此,午后光合高峰的出现是光强下降所致。土壤水分亏缺与大气低湿相配合,加剧了光合午间降低的程度,其降低幅度随着土壤水分的减少而增大。因此,增加土壤水分是减缓光合午间降低程度的主要生态途径。     

陕北黄土丘陵区撂荒演替过程中的土壤水分效应

根据陕北黄土丘陵区17块不同撂荒年限样地土壤水分的普查和10块样地土壤水分的定位测定,利用多元回归分析和通径分析法研究了植被恢复过程中土壤水分的变化和各植被、土壤因子对土壤水分的作用效应:①农田撂荒后,随着植被的恢复,因群落生物量、植被盖度和土壤有机质等这些对土壤水分有直接作用因子的变化,而间接表现为随着撂荒年限的增加,土壤含水量越来越低,而土壤水分的波动却越来越大;②用地形因子(包括坡度、坡向和海拔)、土壤因子(地表土壤容重和有机质含量)和植被因子(地上生物量和植被盖度)可以较好地对土壤水分做出多元拟合,影响表层土壤水分含量和根系层水分波动的主导因子是植被盖度,而影响深层土壤水分波动的主导因子是地上生物量;③土壤水分两次测定期间深层储水量差值与累积降雨量成显著正相关,说明土壤水分测定下边界存在上渗与下渗运动,而且储水量差值多数为正值,说明是以下渗为主。因此O根据土壤水分来估算群落蒸散时会有正的系统误差。为此论文将深层储水量差值作为补偿调节因子自变量,以提高多元拟合精度。拟合结果说明群落蒸散可由群落生物量、群落盖度、坡度、坡向和土壤表层容重或坚实度来估计。在植被恢复过程中影响群落蒸散的最大因子是群落蒸腾,其次是植被盖度。     

东部湿润区典型小流域土地利用的土壤水效应

不同土地利用类型下土壤水变化机制对流域水文过程与生态环境有较大影响。基于我国东部湿润区野外综合观测土壤墒情数据,探讨了不同土地利用类型下土壤水的动态变化特征。结果表明：（1）总体上,杨梅林土壤含水量在32%~37%之间波动;农田土壤含水量在20%~30%波动。坡耕地土壤含水量稳定在27%~35%之间;竹林土层土壤含水量大致稳定在25%~32%之间。垂直剖面上,表层（10 cm、20 cm）土壤水分变化大,深层（60~80 cm）土壤水分变化较小。表层土壤水分时间变化特征的波动幅度较深层土壤大。（2）不同降雨强度下,竹林土壤水分对降雨的响应程度大于杨梅林、农田和坡耕地。降雨强度越大,土壤水分响应程度越大;降雨停止后,土壤水分消退起伏下降,深层土壤水分变化较表层稳定。（3）通过增墒系数和减墒系数对土壤水分变化进行量化,发现竹林的消退最明显,其余三种土地利用类型变化幅度相当。杨梅林、农田和竹林均是表层变化较深层大,坡耕地变化更为复杂。研究结果将为我国东部湿润地区产汇流机理及防洪减灾研究提供一定参考。     

黄土丘陵沟壑区狼牙刺灌木林地的土壤水分动态

在陕北黄土区安塞县纸坊沟小流域,选择不同林龄的狼牙刺地块,对其土壤水分作了动态观测,并以柠条地和撂荒地为对照。分析研究得出如下结论:①在土层足够深的地块上,天然灌木狼牙刺年蒸散量约为590mm,单株平均耗水量约85mm。强烈耗水期是5月中旬至7月底,8月底土壤水分达到最低值,9月份以后开始恢复;②狼牙刺地土壤水分活跃层在0-2.5m之间,土壤水分的消耗强度随深度的增加而下降;③狼牙刺地干层超过10m,比同龄的柠条土壤干层(8m)深,在两个生长季中,干层没有进一步发展。     

市政污泥焚烧飞灰的工程性质

通过室内土工试验等方法分析了与市政污泥焚烧飞灰收集、运输和填埋处置相关的工程性质.结果表明,污泥焚烧飞灰含水率大多低于1.5％,比重为2.15～2.72,渗透性较强;飞灰粒径均值小于100μm,除旋风除尘器灰介于细粒土和粗粒土之间外,飞灰均属于细粒土,粒径分布较为均匀,但大多飞灰级配不良;飞灰的自然休止角为38.8～5...     

江西九连山常绿阔叶林下土壤的物理性质、水分状况及水源涵养能力的初步研究

我们在江西省九连山自然保护区对山地常绿阔叶林下的土壤进行了土壤物理性质和土壤水分季节动态的测定(一年连续),并据此对其水源涵养能力进行了初步分析。这种土壤具有良好的物理性质,质地主要为壤质粘土和粘壤土,容重小(0.88—1.29),孔隙度大(51.7—65.4％),透水速度快(17.4—142.8ml/min),最大持水量高(占容积50.6—58.2％)。土壤排水良好,水分充足。水分含量一年中绝大部分时间在30％以上。变动范围:0—15cm土层,26—56％;15—30cm土层,26—45％;30—50cm土层,26—45％。我们用透水速度和最大持水量来分析其水源涵养能力,并与丘陵红壤进行比较。结果是:土壤的透水能力为丘陵红壤的3—5倍;贮水能力为丘陵红壤的138—145％;吸收雨水能力为丘陵红壤的219％。     

江西九连山常绿阔叶林下土壤的物理性质、水分状况及水源涵养能力的初步研究

我们在江西省九连山自然保护区对山地常绿阔叶林下的土壤进行了土壤物理性质和土壤水分季节动态的测定(一年连续),并据此对其水源涵养能力进行了初步分析。这种土壤具有良好的物理性质,质地主要为壤质粘土和粘壤土,容重小(0.88—1.29),孔隙度大(51.7—65.4％),透水速度快(17.4—142.8ml/min),最大持水量高(占容积50.6—58.2％)。土壤排水良好,水分充足。水分含量一年中绝大部分时间在30％以上。变动范围:0—15cm土层,26—56％;15—30cm土层,26—45％;30—50cm土层,26—45％。我们用透水速度和最大持水量来分析其水源涵养能力,并与丘陵红壤进行比较。结果是:土壤的透水能力为丘陵红壤的3—5倍;贮水能力为丘陵红壤的138—145％;吸收雨水能力为丘陵红壤的219％。     

极端强降雨条件下黄土丘陵沟壑区不同植被类型土壤水分特征

为了解黄土丘陵沟壑区极端强降雨条件下土壤水分与植被之间的关系,对2013 年7 月极端强降雨条件下黄土丘陵沟壑区5 种主要植物群落,即刺槐(Robinia psendoacacia)、柠条(Caragana intermedia)、铁杆蒿(Artemisia gmelinii)、长芒草(Stipa bungeana)、白羊草(Bothriochlo aischaemun)群落的土壤水分进行了调查与分析,结果表明:①极端强降雨下,植被是影响土壤含水量的主要因素;②草本群落的土壤水分明显好于人工林,其中长芒草群落的土壤含水量、土壤贮水量和土壤有效贮水量均最高,分别为17.8%、961.2 mm和691.2 mm,郁闭度最大的31 龄林土壤水分最差;③人工林地土壤水分可补充至300 cm左右,草本群落土壤水分可补充至500 cm左右,人工林地深层土壤水分的恢复仍十分困难.