渗透释水规律在深层粘性土变形沉降预测中的作用

笔者对海口市地下水开采漏斗区深层饱和粘性土进行模拟抽水作用下固结渗透联合试验和高压固结试验等室内试验研究，认为深层正常固结和超固结的饱和粘性土，在地下水开采水位持续降低的情况下仍会释水变形；土的物理力学参数均为变量。初步探讨粘性土孔隙水渗透、释水规律，提出运用该规律预测地面沉降的方法。     

泥石流源区弱固结砾石土的渗透规律

泥石流源区砾石土的渗透过程是泥石流形成全过程中不可缺少的一个子过程，该研究对泥石流形成规律的认识和对泥石流汇流计算具有重要的意义。为此，笔者与日本学者一道选择蒋家沟支沟——大凹子沟的弱固结坡积物坡面做径流产流实验，实验区面积4000cm^2，实验用可控的头降雨，通过接收和量取超渗产流的量，判断土体是否达到稳定下渗，得出初始下渗率为0．55mm／min，参数口为0．56。通过下渗率与时间关系的曲线描述．建立泥石流源区砾石土的渗透方程，该方程可用物分析泥石流源区激发雨量过程的渗透规律，同时揭示泥石流源区产流过程地表径流的形成机理及其与流体能产生及流量的关系。通过大凹子沟1994-06-15-16日的降雨资料可计算出超渗产流为0．415mm／min．其总流量占泥石流总流量的17．8％。     

单排微型桩加固碎石土滑坡物理模型试验

微型桩因其自身优势被广泛使用,但有关其抗滑机理的理论研究相对较少.首先对模型桩的力学特性进了标定试验,获得其弹塑性工作阶段的弹性模量,分别为0.69×104 MPa和0.04×104 MPa;再通过不同桩间距下单排微型桩加固碎石土滑坡室内模型试验,研究微型桩抗滑机理.试验结果表明:不同桩间距下单排微型桩桩后土压力主要集中在滑面以上1/3桩身范围内;桩间距较小,土拱效应越明显,微型桩抗滑失效的最大临界弯矩越大,微型桩能承受的滑坡推力越大,抗滑效果越好.     

碎石土古滑坡体水理性质与稳定性分析

碎石土古滑坡体水理性质特殊,特别是对强降雨的响应。大量工程经验表明,堆积体斜坡具有高渗透性、强贮水性及吸水性等诸多水理特性,这些特性主要受控于土体中各种孔隙、裂隙以及土体矿物成分等。堆积体斜坡对降雨响应过程中形成的暂态饱和区是浅层易滑区。表层发育有一定厚度土层的斜坡,可以防止滑带水分的过度蒸发,保证了滑带内的水-岩化学作用在时间上,尤其是无降水入渗的旱季的连续性。对堆积体稳定性不利。     

不同地下水位碎石土斜坡对震动的差异性动力响应

基于室内小型振动台试验研究不同地下水位碎石土斜坡动力响应规律及变形破坏特征,对边坡的工程抗震设计有参考作用。结果表明,地下水具有一定的减震作用。有地下水边坡中下部的水平及竖直加速度峰值表现出局部高程减弱的趋势,边坡上部的水平及竖直向加速度峰值表现出高程放大的趋势。输入相同振动强度条件下,随着地下水位的增加,动力响应减弱区域增大,减震能力增强;地下水位越高,边坡顶部加速度放大系数越小。无地下水斜坡变形破坏主要发生在坡顶;有地下水斜坡变形破坏主要发生在坡脚。地下水位及振动强度的增加,加剧坡脚破坏的程度。     

北威尔土北美云杉林土壤水运动规律的研究

本文论述了北威尔士北美云杉林土壤非饱和水在土壤剖面上的垂直和水平方向的时空变化过程及规律，结果表明，表层至１０ｃｍ深和３５￣５０ｃｍ深的土壤层内非饱和水含量始终高于１０￣２０ｃｍ和２０￣３５ｃｍ深两层的非饱和水含量。     

青海湖东克土沙区风沙运动规律及防治对策

起沙风况、输沙势和输沙量是反映风沙活动强度的3个重要指标。以青海湖东克土流沙区的风况资料为依据,结合实地风沙观测数据,分析了区域的风沙活动特征。结果表明:(1)3\,4\,5月(主要风沙活动期)起沙风出现的比率分别是0.40、0.47\,0.53,起沙风速集中于6~16 m·s^-1,占统计时段的91%,高能起沙风速(达到16 m·s^-1及其以上的风速)集中在16:00-20:00。(2)研究区域总体上属于高能风况环境,3月和5月输沙势的风向变率都小于0.3,表明风向变幅大,风能不集中,对于沙区周围公路和草原的危害从不同的方向推进。(3)观测期间各方位输沙量总和为503.67 kg,NE、ENE、E和ESE 4个方位的输沙量最大,占总输沙量的43.56%。     

云南东川蒋家沟宽级配砾石土原位渗透试验初步研究

土体的渗透试验是研究滑坡转化泥石流起动过程和机理的重要研究手段。选择泥石流典型流域——云南东川蒋家沟的泥石流源地土体和堆积土体进行原位土体渗透试验。由于宽级配砾石土的与众不同的特征，表现出特殊的渗透特性。通过试验发现：1．泥石流源地土体的渗透特性的原位渗透系数依次由大到小顺序为林地→耕地→灌丛→荒地→滑坡前缘；2．有表层的堆积土体的渗透性比去除了表土层的渗透性小得多；3．堆积土体的侧渗性很大。结合蒋家沟径流与人工降雨实验，发现在宽级配砾石土体中渗流出的浑水中有许多细颗粒土体，可以认为宽级配砾石土体的渗流不同于一般的渗透，其伴随有细颗粒土体的运移，随时间发展土体渗透性在空间上和时间上都在不断变化。     

利用渗透作用进行死海盐水的脱水

从死海中生产钾盐的第一步需要利用太阳蒸发去掉死海盐水中的水份。盐田的作用可用渗透来增补,即利用残余盐水作为脱水剂,它是一种具有高渗透压的溶液,是从太阳蒸发过程中作为废液流出物而获得的。为了应用于渗透,检验了不对称膜,这是一种复盖于多孔基底结构(Substructure)顶上的致密皮。这些管状膜的直径是16毫米,是一种醋酸纤维膜,用 Loeb-Sourirajan 技术制造而得。主要目的是为了运转的经济性,以求获得足够高的水渗透流(每单位面积的渗透速度)。要检验的参数包括。(1)浇注溶液(Casting solution)的组成;(2)浇注过程膜的加热温度;(3)循环盐水流的特性;(4)稀释残余盐水的效果;(5)加固套的影响;(6)膜的总厚度。这些参数中以最后一个为最重要。70微米厚度(最小的有用厚度)所产生的液流仍是太低。用通过不对称膜渗流的迁移分析(transport analysis)来证实试验结果。这种分析指出,任何具有相同厚度的不对称膜,不管它的化学组成如何,液流却同样如此地低,这是由于液流受到下列两种条件所限制。在多孔基底结构中溶解盐必然的反扩散速度和其内部高的盐浓度。     

喀斯特石林发育演化的地表水土过程作用机制

喀斯特环境中地表水土过程对表层喀斯特过程具有重要意义。在石林区域的地质环境变化条件下,石林形成是从剥蚀夷平期的厚层红土覆盖环境下的石芽溶蚀发育,至厚层覆土受侵蚀后出露深大石芽,再至现代石林的多重侵蚀改造的宏观演变过程。与地表水土过程有关的的风化壳覆盖溶蚀机制与揭露侵蚀机制是石林发育演变中的两个关键机制。     

Effect of Gravel Mulch Restraining Soil Deflation by Wind Tunnel Simulation

在风洞实验室模拟测定了不同砾石覆盖密度和覆盖方式的土壤吹蚀速率。结果表明,砾石覆盖对吹蚀速率的抑制作用可表达为砾石铺压的密度效应和空间排列效应。在一定的风力条件下,吹蚀速率随砾石覆盖密度的增加呈现指数递减变化;在一定的铺压密度下,不同铺压方式表现出不同的吹蚀抑制效应,从小到大依次是平行条带铺压<簇状铺压<斜交条带铺压<垂直条带铺压<随机铺压。     

砾石覆盖对土壤吹蚀的抑制效应

在风洞实验室模拟测定了不同砾石覆盖密度和覆盖方式的土壤吹蚀速率。结果表明,砾石覆盖对吹蚀速率的抑制作用可表达为砾石铺压的密度效应和空间排列效应。在一定的风力条件下,吹蚀速率随砾石覆盖密度的增加呈现指数递减变化;在一定的铺压密度下,不同铺压方式表现出不同的吹蚀抑制效应,从小到大依次是：平行条带铺压＜簇状铺压＜斜交条带铺压＜垂直条带铺压＜随机铺压。     

不同土壤水分条件和气温对沙枣树出胶的影响

对沙枣树的出胶进行了不同土壤水环境条件下的比较。结果表明,湿润林带的出胶率低,但出胶量高,干旱林带则相反,是出胶率高而出胶量低。沙枣树的出胶应该是自身生理活性作用和受害反应的结果。同时还发现沙枣树的出胶率和出胶量都随气温的增加而明显增加。指出出胶率高是病虫害侵染所造成,而出胶量高则是生理活性强的表现。沙枣胶的生产应该在新疆炎热的南疆地区进行,加强林带的管理和复壮有利于提高沙枣树的产胶量。     

不同气温与土壤湿度条件下籽蒿幼苗的表型可塑性

  植物表型可塑性是其适应环境的结果。为了探讨构件水平和全株水平表型可塑性的差异,我们选择籽蒿进行了双因素(气温:35 ℃、30 ℃、20 ℃; 土壤水分:对照、轻度、中度、重度胁迫)随机化区组实验以分析不同环境条件下植物的表型可塑性。结果表明,气温对籽蒿株高生长率有显著影响,土壤水分胁迫对籽蒿株高生长率无显著影响; 气温和土壤水分胁迫对籽蒿地上部生物量和根重生长率均无显著影响; 土壤水分胁迫对籽蒿幼苗根冠比有显著影响,而气温对其则无显著影响。这说明气温和土壤水分胁迫对籽蒿幼苗构件表型可塑性和全株表型可塑性的影响是有差异的。进一步分析表明,气温对籽蒿幼苗的叶含水量有显著影响,而对籽蒿幼苗的叶饱和亏无显著影响,这说明气温对籽蒿幼苗株高生长率的影响是通过影响其叶含水量来实现。     

不同土地利用方式对黄土坡地土壤水稳性团聚体和总孔隙度的影响

通过测定土壤水稳性团聚体、总孔隙度、容重等物理性质,对延安梁峁山丘四种不同土地利用方式对土壤水稳性团聚体和总孔隙度的影响作了定量分析。结果表明,不同土地利用方式对土壤水稳性团聚体和总孔隙度的改善作用的大小顺序为草地>有林地>灌木林地>耕地。通过进一步分析四种土地利用方式下,土壤中直径≤1mm有效根根量的分布特征,发现不同土地利用方式下的土壤中,有效根根量的差异是造成这种不同影响的重要原因之一。     

粤东北山区不同土地利用类型红壤团聚体及其有机碳分布特征

以天然常绿阔叶林地、柚果园、茶园、人工桉树林地和旱地为研究对象,采用野外调查和室内实验分析相结合的方法,研究了粤东北山区红壤团聚体及其有机碳的分布特征.结果表明:①研究区5种土地利用类型红壤各级风干团聚体占总团聚体的比例均为粒径＞5 mm的最大,阔叶林地各级风干团聚体含量基本上高于其他土地利用类型.湿筛后,阔叶林地和果园土壤团聚体水稳性较好,表土层粒径＞ 0.25 mm的水稳性团聚体含量均在70％以上;而茶园、桉树林和旱地各土层土壤水稳性团聚体明显减少,结构体破坏率高.②不同粒级红壤团聚体有机碳含量在不同土地类型有明显差异,总体上表现为阔叶林地最高,果园次之,早地与桉树林地最低.随土层增加团聚体有机碳含量呈逐渐减小趋势,阔叶林地团聚体有机碳含量垂直变化最大,减幅达46.25％;桉树林地和旱地减幅最小,分别为29.58％和12.54％.③不同粒径团聚体的百分含量与其有机碳含量之间存在线形关系,阔叶林地和果园土壤＞5 mm、5～2 mm团聚体与其有机碳含量之间呈高度或显著正相关.茶园、桉树林地和旱地则较小粒径的团聚体与其有机碳含量之间呈高度或显著正相关.地带性森林植被的营造和保护有利于土壤团聚体的形成以及土壤有机碳的积累与稳定.     

饱和砂土动力液化到渗流液化过程探讨

根据饱和砂土地层地震液化现象及饱和砂土动力学试验所观察到的现象，本文从砂粒－孔隙水两相介质相互作用的角度出发，研究饱和砂土在振动荷载作用下的液化过程和机制。研究结果表明，饱和砂土受振，砂粒相对滑动并重新排列，孔隙率降低，孔隙水受压产生超静孔水压力并不断增大，部分孔隙水挤出渗流，隙水渗流对砂粒产生渗流压力。渗流压力与超静孔隙水压力迭加，形成的上托力等于或大于砂粒水中重力时，砂粒在隙水中处于悬浮状态。此时，饱和砂土宏观上表现为液态。为此，根据下沉砂粒与向上渗流孔隙水之间相对运动过程中的动力作用特征，建立了描述饱和砂土液化过程的模型和液化判据。     

泥石流源区砾石土的粒度分形特征

以19条泥石流沟源区75个砾石土试样的颗分数据为基础,应用分形理论研究泥石流沟源区砾石土粒度组成特征,并对粒度分形特征与土体颗粒组成的关系进行了讨论。结果表明:1.粒度分布具有分形特征,以一重分形特征为主;2.一重分形特征表明土体各粒组的含量连续分布性较好;二重分形表明土体各粒组的含量连续分布相对较差,某一粒组含量存在突变;3.所研究的沟道平均粒度分维值Da在2.45～2.78间,且平均粒度分维值Da随粘粒含量Pc增加逐渐增大,具有一重分形特征的沟道二者满足关系式Da=0.108ln(Pc)+2.511。最后探讨了研究源区砾石土粒度分形特征的意义。     

沙坡头植被固沙区生物结皮对土壤水文过程的调控作用

生物结皮的土壤水文过程一直是学术界比较关注的争议性问题。通过对生物结皮的生态调查和水文物理实验分析、野外人工模拟降雨条件下的土壤水动力学试验、以及天然降雨后土壤水分的动态监测,分析了生物结皮对降雨渗透、土壤水分再分配和土面蒸发等土壤水文过程的调控作用,认为:(1)生物结皮层不仅降低了水分渗透速度和深度,还引起了土壤水分渗透的不稳定性,即指状流的出现;(2)生物结皮的逐年发育使土壤水分的分配格局和分配过程发生了很大变化,土壤水分再分配过程有明显的浅层化趋势,即生物结皮的降雨拦截作用;(3)生物结皮通过降低反射率和提高毛管作用,大大提高了土面蒸发。生物结皮对土壤水文过程的调控作用正在深刻地改变着固沙区的土壤水环境。