【摘要】：土力學(xué)指標特別是土壤內(nèi)摩擦角、黏聚力和緊實度是土壤侵蝕防治工程設(shè)計中重要的參考依據(jù)和計算參數(shù)。采用野外調(diào)查及室內(nèi)試驗、實驗相結(jié)合的方法,在以土壤侵蝕原理為基礎(chǔ)上,研究黔中喀斯特區(qū)坡耕地土壤侵蝕過程的土力學(xué)機理。結(jié)果表明:土力學(xué)特性指標與土壤基本屬性指標間存在密切關(guān)系。主要結(jié)論如下:(1)黔中喀斯特區(qū)坡耕地土力學(xué)特征。耕作層和犁底層土壤內(nèi)摩擦角φ、黏聚力c、緊實度均差異極顯著,且耕作層φ較犁底層φ小0.985°,耕作層c較犁底層c小0.015k Pa,耕作層土壤緊實度比犁底層低189k Pa。石灰?guī)r區(qū)和白云巖區(qū)土壤內(nèi)摩擦角φ、黏聚力c均差異極顯著,且石灰?guī)r區(qū)φ較白云巖區(qū)φ高1.355°,石灰?guī)r區(qū)c較白云巖區(qū)低1.515k Pa,土壤緊實度差異不顯著,緊實度為:白云巖區(qū)(1400k Pa)石灰?guī)r區(qū)(1134k Pa),犁底層(1424k Pa)耕作層(1221k Pa)。(2)土壤基本屬性對土力學(xué)特性指標的影響。石灰?guī)r母質(zhì)坡耕地土壤內(nèi)摩擦角φ隨容重增加而增大,黏聚力c隨容重增加先增大后減小,土壤緊實度隨容重增加呈對數(shù)增大。白云巖母質(zhì)坡耕地土壤內(nèi)摩擦角φ隨容重增加而增大,黏聚力c隨容重增加先增大后不變,土壤緊實度隨容重增加呈一次函數(shù)增大。石灰?guī)r母質(zhì)坡耕地土壤內(nèi)摩擦角φ隨天然含水量增大而減小,黏聚力c隨天然含水量增大先呈階梯狀增大后減小。白云巖母質(zhì)坡耕地土壤內(nèi)摩擦角φ隨天然含水量增大而減小,黏聚力c隨天然含水量增大大致呈二次函數(shù)變化,先增大后減小。土壤緊實度隨天然含水量增大無明顯變化規(guī)律。石灰?guī)r母質(zhì)坡耕地土壤內(nèi)摩擦角φ隨SOM增大而減小,黏聚力c隨SOM增大而增大。白云巖母質(zhì)坡耕地土壤內(nèi)摩擦角φ隨SOM增大而減小,黏聚力c隨SOM增大而增大。土壤緊實度隨SOM增大無明顯變化規(guī)律,但整體呈正相關(guān)。石灰?guī)r母質(zhì)坡耕地土壤內(nèi)摩擦角φ隨I_P增大而增大,黏聚力c隨I_P增大先增大后減小再增大。白云巖母質(zhì)坡耕地土壤內(nèi)摩擦角φ隨I_P增大而增大,黏聚力c隨I_P增大先不變后增大。總體上,耕作層和犁底層I_L差異極顯著,I_P差異不顯著,石灰?guī)r區(qū)和白云巖區(qū)I_L差異顯著,I_P差異不顯著。(3)土壤機械分維與土力學(xué)特性指標間的關(guān)系。土壤內(nèi)摩擦角φ與分形維數(shù)D呈正相關(guān)關(guān)系。白云巖區(qū)土壤黏聚力c均隨分形維數(shù)增加呈現(xiàn)先增大后減小趨勢。相同成土母質(zhì)土壤機械組成與分形維數(shù)存在顯著差異,石灰?guī)r區(qū)耕作層,粗砂粒D值與土壤顆粒質(zhì)量百分含量呈一次函數(shù)負相關(guān),細砂粒、粉粒和黏粒D值與土壤顆粒質(zhì)量百分含量呈一次函數(shù)正相關(guān)關(guān)系;犁底層,粗砂粒D值與土壤粒級質(zhì)量百分含量呈一次函數(shù)負相關(guān)關(guān)系,但是相關(guān)關(guān)系不明顯;細砂粒、粉粒和黏粒D值與土壤粒級質(zhì)量百分含量呈一次函數(shù)正相關(guān)。白云巖區(qū)耕作層,粗砂粒D值與土壤顆粒質(zhì)量百分含量呈一次函數(shù)負相關(guān)關(guān)系,細砂粒、粉粒和黏粒D值與土壤顆粒質(zhì)量百分含量呈一次函數(shù)正相關(guān)關(guān)系;犁底層,粗砂粒與細砂粒D值與土壤粒級質(zhì)量百分含量呈一次函數(shù)負相關(guān)關(guān)系,粉粒和黏粒D值與土壤粒級質(zhì)量百分含量呈一次函數(shù)正相關(guān)關(guān)系。(4)基于土力學(xué)性質(zhì)的土壤侵蝕過程機理分析。耕作過程使土壤出現(xiàn)細�；�,耕作層和犁底層I_L差異極顯著,耕作層塑性指數(shù)I_P(6.69%)大于犁底層塑性指數(shù)I_P(6.58%),耕作層塑性指數(shù)I_L(0.743)大于犁底層I_L(0.608)。石灰?guī)r區(qū)和白云巖區(qū)I_L差異顯著,I_P差異不顯著。耕作后的土抗蝕性能強,但是它的抗沖刷能力減弱,白云巖土壤比石灰?guī)r土壤細小顆粒含量較多,石灰?guī)r區(qū)土壤抗分散沖刷能力較白云巖區(qū)強,從土力學(xué)角度進一步說石灰?guī)r區(qū)坡耕地較白云巖區(qū)坡耕地穩(wěn)定。研究表明耕作過程加速了土壤侵蝕,黔中喀斯特區(qū)坡耕地石灰?guī)r區(qū)土壤較白云巖區(qū)土壤不易流失。
【圖文】：

黃選華碩士學(xué)位論文：黔中喀斯特坡耕地土壤侵蝕過程的土力學(xué)機理3.3 黔中喀斯特區(qū)坡耕地土力學(xué)特性指標 LSD 檢驗（對耕作）巖性 比較土層 內(nèi)摩擦角φ（°） 黏聚力 c（kPa） 緊實度（kPa）石灰?guī)r 耕作層與犁底層 0.07 0.043* 0.004**白云巖 耕作層與犁底層 0.01* 0.003 0.005***表示 P＜0.05，差異達到顯著水平；**表示 P＜0.01，差異達到極顯著水平。如圖 3.2，對于石灰?guī)r區(qū)，犁底層土壤黏聚力比耕作層小，犁底層土壤內(nèi)摩擦角也較耕作層小，緊實度則是耕作層遠小于犁底層；而對于白云巖區(qū)，耕作層土壤黏聚力小于犁底層，土壤內(nèi)摩擦角大于犁底層，緊實度則是耕作層小于犁底層。

黃選華碩士學(xué)位論文：黔中喀斯特坡耕地土壤侵蝕過程的土力學(xué)機理1.33g/cm3—1.41g/cm3變化時，φ逐漸減小，而后又隨著容重的增大而增大。白云巖區(qū)，隨著土壤容重增大，耕作層φ呈逐漸增大的趨勢，而犁底層變化則相對平緩，，在容重為 1.18g/cm3時出現(xiàn)φ值突然增大，但是增大的幅度較小，其中在容重為 1.295g/cm3時φ出現(xiàn)了極小值4.578°。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S157.1

【參考文獻】

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2 何回麗;蘇懷;李偉康;;昆明市石灰?guī)r紅壤與玄武巖紅壤土壤含水量對比研究[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2014年24期

3 田佳;曹兵;及金楠;李才華;朱莉;馬尼園;;防風(fēng)固沙灌木花棒沙柳根系生物力學(xué)特性[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2014年23期

4 劉福全;劉靜;瑙珉;姚喜軍;鄭永剛;李有芳;蘇禹;王晨嘉;;植物枝葉與根系耦合固土抗蝕的差異性[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2015年02期

5 鄧廷飛;劉彥;顏秋曉;何騰兵;高安勤;;貴州典型山銀花土壤機械組成與養(yǎng)分特性及其關(guān)系[J];水土保持學(xué)報;2014年05期

6 萬娟;肖衡林;何俊;;多花木蘭根系抗拉特性及邊坡穩(wěn)定性分析[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年08期

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8 吳鵬;謝朋成;宋文龍;曹軍;;基于根系形態(tài)的植物根系力學(xué)與固土護坡作用機理[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2014年05期

9 閆娟;徐程揚;魏紅旭;;土壤緊實度對三倍體毛白楊細根形態(tài)的影響[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年02期

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本文編號：2572581