黄土高原土壤崩解速率变化规律及影响因素研究

研究表明，黄土高原土壤崩解速率存在明显的地域分异规律，且呈现出自西北向东南次第减慢的趋势。根据主要参数，将研究区内土壤崩解速率划分为极慢、很慢、一般、很快和极快５个区。影响土壤崩解速率的主要因素有：农业耕作、植（生）物生长和土壤成土过程三个方面。还发现，土壤崩解速率与土壤抗冲性之间存在密切的幂函数关系。

水分和冻融循环对酷寒矿区煤矸石风化崩解速率影响的定量研究

酷寒矿区表土瘠薄,陆地覆被破坏后可利用表土稀缺是制约煤矿区土地复垦的重要因素之一,难以获得足够的可用表土不仅直接影响到煤矿土地复垦效果,同时也限制煤矿区可持续发展的进程。因此在缺土区拓展可利用表土来源不仅是煤炭土地复垦中亟待解决的生产问题,也是一个重要的科学问题。煤矸石是矿产资源开发利用的副产物,也是潜在的表土来源之一。针对特殊环境下的土地复垦需要,以酷寒矿区未风化煤矸石为研究对象,从水分变化、冻融循环单独作用和水分-冻融循环叠加作用于煤矸石的角度进行试验设计,分析了3类14种处理下煤矸石风化崩解的差异性。结果表明:水分-冻融循环处理下煤矸石风化崩解速率明显大于水分和冻融循环单独处理,风化崩解速率差异较大。运用聚类分析把煤矸石14种处理下的崩解速率分为2类,2类间的崩解速率差异显著,引起风化崩解速率差异显著的因素主要是较大的温差变化引起水分和盐分结晶膨胀。其中饱和含水-冻融循环组风化崩解速率大于非饱和水分组,大温差组大于小温差或恒温组。指出了温差变化中冰晶作用的存在引起了煤矸石的快速崩解主导因素。本研究揭示了水分作用对煤矸石风化崩解的影响大于温度作用,冻融循环有利于煤矸石风化崩解。

土壤崩解速率的一种修正方法

为了获得更为准确的土壤崩解速率测定及计算方法,以便客观评价土壤侵蚀程度,借助子洲县坡耕地原状土壤样品,通过土块在水中受力分析,对比了拉力计方法和修正拉力计方法计算的土壤崩解速率结果。结果表明,拉力计方法测定土壤崩解速率中土壤自身含水量对崩解过程有重要的影响。修正拉力计算法所得的土壤崩解速率与已有报道更为吻合,其变异性较未修正前有所减小。因此,建议在土壤崩解速率测定和计算应按以下步骤:(1)利用方形环刀在野外取原状土样并用塑料薄膜密封;(2)将土样带回实验室称重,垫上滤纸,用浅层水盘自下而上浸润土壤,直至土壤饱和;(3)将饱和的土样放置在一铁架台上去除重力水后再次称重;(4)轻轻移开方形环刀,将土样放置在拉力计的吊盘网板上测定;(5)计算需乘以校正系数k。

长江中上游地区土壤崩解速率特征分析

为分析长江中上游地区土壤崩解速率随土壤类型、剖面深度变化特征以及崩解速率的地域分异规律和主要影响因素,采用静水崩解法测定不同类型土壤的崩解速率,并对土样进行室内理化分析。结果表明:崩解速率随土壤类型不同由快至慢依次为砂质红壤、砂质黄壤、褐土、壤质黄壤、石灰土、紫色土、棕壤、壤质红壤;土壤崩解速率在垂直剖面上的变化趋势可分为递减型、递增型、凸峰型、凹谷型4种类型;陕南地区和湘东赣南山地丘陵区崩解速率最快,嘉陵江上游地区土壤崩解速率次之,丹江口库区、三峡库区、四川盆地和云贵高原等地土壤崩解速率较慢;影响长江中上游地区土壤崩解速率的主要因素是>0.25 mm的风干土水稳性团粒含量和有机质含量。

陕西关中地区离石黄土崩解速率实验研究

本文以陕西关中地区离石黄土为研究对象,研制土体崩解实验仪器,进行室内小尺寸浸水实验,测定土体崩解过程中的各项参数,以探索该区域的离石黄土的崩解速率特性,为区域内离石黄土边坡失稳的时间预测研究提供参考.实验结果揭示了崩解过程中的一些现象和规律（1）离石黄土在不同浸水条件下,整个崩解过程可分为从浸水开始-拟定浸水深度时的快速崩解阶段与浸水水位稳定后的趋稳崩解阶段.（2）黄土体崩解速率的大小与浸水深度、接触面关系密切,崩解速率与时间呈折线关系,从浸水开始拟定浸水深度,崩解速率出现峰值之后快速降低到0.21～0.25kg·min^-1,直至浸水水位稳定后崩解速率稳定在0.08～0.14kg·min^-1.（3）黄土试样浸水范围固定时,随着浸水深度的增加,土样的趋稳崩解速率线性增加,并呈现一定的线性相关性.

西北地区红层泥岩崩解特性试验研究

针对西北地区红层泥岩设计了一套自由浸水崩解装置,对不同质量的红层泥岩试块进行自由浸水试验。考虑试块的吸水过程,将试块吸水率作为崩解试验结果的补偿,研究不同质量红层泥岩试块的崩解率、崩解速率随时间变化规律。结果表明,测试红层泥岩膨胀性矿物含量较少,其崩解的前30%时间内崩解率可达45%~75%,前50%时间内崩解率可达68%~90%,崩解总时间T与试块质量m满足T=a*(1-e^(-b*m)) 关系。随着试块质量增加,试块崩解速率越大,且崩解的前50%时间内崩解率增加显著。

麦秸秆纤维加筋土崩解特性试验研究

为了深入研究麦秸秆纤维加筋土的崩解特性,利用崩解试验仪,对4种不同纤维长度和5种不同纤维掺量的试样进行了崩解试验。通过对累计崩解量曲线和崩解速率曲线的分析,确定了麦秸秆纤维的最佳长度和掺入量。试验结果表明:随纤维长度的增长,麦秸秆纤维加筋土的崩解速率与纤维长度曲线出现先降低后增长的变化趋势,最优麦秸秆纤维长度20mm;随纤维掺量的增加,麦秸秆纤维加筋土的崩解速率与纤维长度曲线出现先降低后增长的变化趋势,最佳麦秸秆纤维掺量为0.3%。麦秸秆纤维加筋土最优配比为20mm纤维长度0.3%纤维掺量。

W-OH材料对花岗岩残积土崩解特性的影响

花岗岩残积土在遇水后极易发生崩解劣化现象,从而诱发崩塌、滑坡及冲蚀等地质灾害,影响道路、桥梁及隧道工程等施工进展,对人们的生命财产构成威胁。基于此,以花岗岩残积土为研究对象,通过室内崩解试验,研究了W-OH(改性亲水性聚氨酯)的溶液浓度和喷洒量对花岗岩残积土崩解过程、崩解率及崩解速率等崩解特性的影响。结果表明:经W-OH溶液在花岗岩残积土表面喷洒处理后,通过产生对土颗粒的胶结包裹作用和凝结固化后生成多孔弹性薄膜的约束作用,能有效改善花岗岩残积土的抗崩解性;W-OH溶液对花岗岩残积土抗崩解性的提升程度,总体上和W-OH的溶液浓度和喷洒量呈现正相关关系;随着WOH溶液浓度和喷洒量的增加,花岗岩残积土完全崩解的时间逐渐延长,崩解速率逐渐降低。研究成果可为W-OH材料改良花岗岩残积土的实际工程应用提供借鉴和参考。

干密度初始含水率坡度对紫色土崩解特性的影响

为研究干密度、初始含水率和坡度对紫色土崩解特征的影响,通过采用自制仪器对27种不同干密度、不同初始含水率和不同坡度的紫色土进行崩解试验,为三峡库区消落带静水侵蚀导致的水土流失现象提供理论依据,分别得到试样的崩解速率与干密度、初始含水率和坡度的曲线关系。结果表明:在相同初始含水率和坡度下,随着干密度的增加,崩解速率随着浸泡时间增加呈现先增加后减小;在相同干密度和坡度下,随着初始含水率的增加,崩解速率是随着浸泡时间的增加呈现先增加后减小;相同含水率且干密度一定下,随着坡度的增加,崩解速率随着浸泡时间的增加呈现先增加而后减小。研究发现试样崩解均是从底部开始崩解,且崩解区域随浸泡时间的增长由底部逐渐延伸到顶部。

贵州玄武岩残积土崩解特性试验研究

完成了2种不同风化程度的玄武岩残积土的崩解特性试验,通过对原状、烘干1h、风干48h 3种情况下试块的浸水崩解曲线的分析后发现:棕红色残积土的崩解速度较快;由于含水率的不同,原状土完成崩解的时间最长,烘干1h的次之,风干48h的最短。不同条件下试块的崩解破坏形式是不同的,烘干、风干试样由于经历了干湿循环的作用而崩解速度加快,其中大量裂隙的出现是玄武岩残积土发生崩解加快的主要原因。研究结果为玄武岩残积土层的边坡加固方案设计提供了依据。

不同含水量亚黏土的崩解特性实验研究

为了分析土的初始含水量与其崩解性的相关关系,选取了一种高孔隙率、粉黏粒含量较高,且不具有湿陷性的轻质亚黏土作为研究对象。对7组不同含水量的土样品进行崩解试验,发现随着初始含水量的增大,其崩解时间越长,初始含水量接近于风干含水量的土样品能够完全崩解,当初始含水量为天然含水量时,土样品崩解的过程是由"内"到"外",由整体崩解为大块,然后再崩解为更小的块状;当初始含水量为风干含水量时,土样品崩解过程是由"外"到"内"以鳞片状一层一层地崩解;随着土样初始含水量的增大其崩解速率逐渐变小,初始含水量接近风干含水量时,土样在完全崩解的过程中,其崩解敏感性较强;初始含水量接近天然含水量的情况下,在不完全崩解的过程中,其崩解敏感性较弱。

重塑黄土崩解特性试验研究

为研究重塑黄土的崩解特性及其与影响因素之间的关系,利用自制崩解试验仪对32种不同干密度、不同初始含水率的黄土试样进行崩解试验,分别得出了试样崩解速率与干密度、初始含水率、有效空隙率的关系曲线,并以土-水特征曲线为基础,分析了试样孔隙结构对其崩解性能的影响。试验结果表明,同一初始含水率下,随着干密度的增加,试样崩解速率呈指数函数形式衰减且衰减速率随初始含水率的增加而近线性增加;同一干密度下,随着初始含水率的增加,试样的崩解速率有降低趋势,但下降趋势并不显著。通过分析干密度、初始含水率与崩解速率的关系,结合试样土水特征曲线,讨论了孔隙结构对崩解速率的影响,并研究了试样崩解速率与有效空隙率的关系,试样崩解速率的分布以有效空隙率等于8%,22%为分界线明显分区,研究认为由于试样制备压实过程中,形成了不同的孔隙结构。

天然与风干状态下冷生亚黏土的崩解形态特征

土的崩解形态是描述土的崩解过程及探讨其崩解机理重要的必要条件之一,选取了一种高孔隙率、粉黏粒含量较高,且不具有湿陷性的原状冷生轻质亚黏土作为研究对象,对其天然含水量及风干含水量状态下的土样品进行崩解试验.结果表明:天然状态的土样呈块状崩解,而风干状态下的呈鳞片状崩解,且鳞片状崩解的强度及平均速率都大于块状崩解;块状崩解的速率随时间变化较为缓和,而鳞片状崩解的速率随时间变化起伏较大.崩解形态与崩解速率有着紧密的对应关系,与崩解形态相对比,发现崩解速率降低的过程是水侵入土样,且土样中空气压力增大的过程,而速率上升的过程则是土样崩解的过程.

不同洒水量下泥岩路基填料崩解特征的差异性

对泥岩进行预崩解是将泥岩等软岩作为路基填料的主要处理方法之一。通过对承德平泉地区分布的两种泥岩做不同洒水量下的干湿循环试验并使用X射线衍射仪进行观察分析,重点探讨泥岩崩解速率与泥岩颗粒粒径的关系以及不同洒水量下泥岩崩解的变化规律。结果表明:灰褐色与砖红色泥岩颗粒完全崩解时需要的干湿循环次数与泥岩的初始颗粒级配没有直接关系。两种泥岩作为路基填料时,在单次最佳洒水量下,均进行7次左右干湿循环后崩解处于稳定状态,可以为泥岩预崩解控制指标提供重要的参考,并为将泥岩填料作为路基的实际工程提供有效指导。

合肥地铁更新统黏土崩解特性试验研究

针对合肥地铁更新统黏土崩解特性,采用室内模拟,进行天然、风干、烘干三种不同状态下的浸水崩解试验,研究崩解性与土体失水程度的关系。试验研究结果表明:失水越多,失水过程越剧烈,崩解量就越大,崩解速率就越大;而土体风干后浸水崩解过程可分为三个阶段:初期的慢速崩解,中期的快速崩解和后期的慢速崩解。

土层深度与树龄对粤北红壤丘陵区果园土壤崩解特性的影响

土壤崩解特性是衡量土壤侵蚀的重要指标,是防治土壤侵蚀的重要依据。以粤北红壤丘陵区1年生与9年生桃园土壤为研究对象,采用静水崩解法测定土壤崩解特性。结果表明:(1)各样点土壤累积崩解指数与崩解速率差异较大,但均随崩解时间呈现出先快速增加后缓慢降低的趋势;(2)各样点的土壤崩解速率大体表现为随土层深度的增加而降低;(3)9年生桃园累积土壤崩解指数与崩解速率均低于1年生桃园;(4)土壤崩解速率随容重和含水量的增大而减小。研究为提高红壤抗崩解性提供参考,为红壤丘陵区果园土壤侵蚀防治提供一定的依据。

泥岩浸水后崩解规律的试验研究

为研究泥岩遇水后的崩解速度以及影响崩解速度的因素,针对承德地区的泥岩试样,通过干湿循环试验,研究分析浸水泥岩的破碎规律和级配大小与崩解速率的关系。试验结果表明:泥岩的崩解速率与泥岩的颗粒大小成正相关并且不同种类的泥岩在相同条件下,崩解速率存在差异。

砒砂岩区沙棘林缓冲带细根及土体抗崩解特征

探讨砒砂岩区不同宽度沙棘缓冲带生态调控效益的差异,对有效防治土壤侵蚀生态建设具有现实意义。采用野外典型取样和室内测定方法,研究了缓冲带内及带外下坡土层的物理化学性质、土壤崩解速率和缓冲带内沙棘细根的比根长变化特征。结果表明,随着缓冲带宽度的增加,缓冲带带内及带外下坡土壤的物理及化学性质优化程度逐渐提高。随沙棘缓冲带带宽的逐渐增加,土壤内细根的比根长也随之增加。沙棘缓冲带能有效降低沙棘缓冲带内及带外下坡土壤的崩解速率,并且带宽与土壤崩解速率呈负相关。比根长与崩解速率在0.05检验水平下显著负相关,当缓冲带带宽大于15 m时,林带内土壤中的细根比根长不再具有差异性,故15 m带宽的沙棘缓冲带为最适宽度。

黄土丘陵沟壑区不同土地利用类型土壤抗侵蚀性研究

对黄土丘陵沟壑区安塞县不同土地利用类型的土壤抗冲性和崩解速率特征进行了测试。结果表明,抗冲性指标和崩解速率在数值上均随着土层深度的增加而增大,表明其抵抗侵蚀能力减弱。不同利用类型0—10cm表层土壤抗冲性和崩解速率强弱关系均为:灌木林>草地>乔木林>果园>农地,而在20—30cm土层及40—50cm土层有所变化。不同土地利用类型下,土壤崩解速率和土壤抗冲性之间存在着明显的直线递增关系,灌木林地土壤崩解性能随抗冲性变化速率较快,直线斜率达到0.352,而农地的崩解性能随抗冲性变化起伏最小,直线斜率为0.0145,草地、乔木林地和果园位于两者之间。其中,乔木林地与草地二者直线斜率差异不大,在相同取样深度上具有相同的变化特征。

东北丘陵漫岗区坡耕地土壤抗蚀性研究

采用室内分析与野外试验测定相结合的方法,对研究区坡耕地土壤理化性状和土壤崩解速率进行了分析,并采用EPIC(土壤侵蚀和生产力影响估算)模型计算了土壤可蚀性因子K值,研究了东北丘陵漫岗区坡耕地抗蚀性分布特征。结果表明:(1)该区土壤容重的变化趋势为:0—5cm土层<20—25cm土层<40—45cm土层,坡下部<坡上部,7°<10°。土壤有机质含量变化趋势相反,中值粒径无明显变化规律。(2)土壤崩解速率随土层深度增加而逐渐增大,它与土壤容重和有机质相关性较好。容重越小,有机质含量越高,崩解速率越小。(3)土壤崩解速率随坡度和坡位变化规律一般表现为:坡上部>坡下部,7°<10°。(4)该区坡耕地土壤可蚀性K值处于0.20～0.40之间,土壤抗蚀性能较弱,应加强土壤抗侵蚀研究及水土流失方面的防治工作。