在我國(guó)西北干旱、半干旱地區(qū),由于氣候的特點(diǎn),淺層土壤的物理力學(xué)性質(zhì)受其影響較大,會(huì)因此發(fā)生很大的改變,并影響著土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,由此導(dǎo)致一系列的工程問(wèn)題。大氣與地表發(fā)生著強(qiáng)烈水熱交換及相互作用是工程問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因之一,因此,分析和探討氣候變化條件下的水熱運(yùn)移規(guī)律,可揭示土壤內(nèi)部水分與能量變化的機(jī)理,對(duì)工程中遇到的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題具有一定的指導(dǎo)意義。本文以黃土高原渭河流域西部黃土丘陵溝壑區(qū)為研究區(qū)域,建立了野外觀測(cè)場(chǎng)地,對(duì)該區(qū)域淺層非飽和土體凍融過(guò)程及水熱變化規(guī)律對(duì)氣候變化的響應(yīng)進(jìn)行了研究與分析,基于水分和能量平衡方程,結(jié)合氣象數(shù)據(jù),建立了一維數(shù)值模型,利用該模型對(duì)研究區(qū)各觀測(cè)點(diǎn)的土壤溫度和含水量進(jìn)行了模擬。主要研究結(jié)論如下:（1）土壤溫度與氣溫呈正相關(guān),就全年而言,可分為春夏季吸熱階段和秋冬季放熱階段;氣溫對(duì)地溫的影響隨深度的增加而減弱,地溫振幅隨深度增加按指數(shù)規(guī)律衰減且溫度波的相位隨深度的增加而滯后;不同深度土壤溫度的變化速率隨土壤深度的增加呈遞減趨勢(shì),總體上降溫過(guò)程要比升溫過(guò)程平緩。（2）該研究區(qū)裸露地表土壤的最大凍結(jié)深度約在20⁵0cm之間;不同深度土壤凍結(jié)... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

土壤水分及溫度傳感器

（a）HOBO 測(cè)地溫 （b）HOBO 氣象站 （c）HOBO 水分傳感器 （d）傳感器布設(shè)圖 2.2 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)布置圖2.2.2 試驗(yàn)方法針對(duì)本課題的研究特點(diǎn)，采用野外試驗(yàn)與室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合，以野外試驗(yàn)為主的研究方式，同時(shí)利用 COMSOL Multiphysics 有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析以及與模擬數(shù)據(jù)對(duì)比，揭示氣溫、降水變化及凍融過(guò)程下非飽和土土壤的溫度、水分動(dòng)態(tài)變化特征。2.3 土壤基本物理性質(zhì)的測(cè)定2.3.1 土壤天然含水量及密度在試驗(yàn)場(chǎng)地邊挖邊逐層依次向下取土樣，樣品采集深度如表 2.3 所示，取各土層代表性的土樣約 40～60g，依照土工試驗(yàn)步驟，采用烘干法，測(cè)定各土層的天然含水量，并利用環(huán)刀法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定其天然密度，同時(shí)在各土層取足夠質(zhì)量的土樣密封好，帶回實(shí)驗(yàn)室用于測(cè)試顆粒組成及相關(guān)物理指標(biāo)等�，F(xiàn)場(chǎng)取樣及測(cè)定如下圖 2.3。經(jīng)測(cè)定，各深度土層的天然含水量及密度如表 2.3。

（a）天然含水量測(cè)定 （b）天然密度測(cè)定圖 2.3 現(xiàn)場(chǎng)取樣及測(cè)定表 2.3 不同深度處土壤天然含水量及密度/cm 天然含水量/% 天然密度/(g/cm3) 干8.44 1.35 15.25 1.22 15.64 1.48 13.44 1.56 0 12.94 1.68 0 14.21 1.58 0 15.25 1.57 0 13.94 1.50 0 13.08 1.66 0 13.57 1.53

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]干旱地域地下水淺埋區(qū)土壤水分變化規(guī)律研究[D]. 朱紅艷.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[3]凍融土壤水熱鹽運(yùn)移規(guī)律及其SHAW模型模擬研究[D]. 李瑞平.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
[4]大氣作用下膨脹土邊坡的響應(yīng)試驗(yàn)與災(zāi)變機(jī)理研究[D]. 陳建斌.中國(guó)科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所） 2006

碩士論文
[1]大氣作用下非飽和黃土路基濕度變化及影響因素研究[D]. 孫金龍.蘭州交通大學(xué) 2016
[2]季節(jié)性凍融作用誘發(fā)黃土滑坡機(jī)理[D]. 史斯文.長(zhǎng)安大學(xué) 2015
[3]大氣作用下土體強(qiáng)度衰減及裂隙開(kāi)展研究[D]. 陳承佑.廣西大學(xué) 2012
[4]科爾沁沙地坨甸相間地區(qū)土壤水熱耦合運(yùn)移試驗(yàn)?zāi)M[D]. 王海玲.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005



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