【摘要】：本文以南方紅土地區(qū)生產(chǎn)建設(shè)項目工程堆積體為主要研究對象,以關(guān)中平原X土堆積體作為對比,采用傳統(tǒng)坡面模擬放水沖刷侵蝕過程監(jiān)測法與激光粒度分析方法,以坡面水蝕過程及侵蝕泥沙顆粒分布為前提,揭示紅土堆積體坡面流水力學特性和坡面侵蝕輸沙沿程分布規(guī)律。探究侵蝕泥沙顆粒分布規(guī)律以及不同粒級泥沙顆粒特征。試驗以南方紅土和關(guān)中平原X土為基本材料,分別分析在不同放水強度(8L/min、12L/min、16L/min、20L/min)、不同坡度(28°、32°、36°)因素下對工程堆積體坡面侵蝕泥沙輸移過程及其顆粒組成變化規(guī)律的影響,闡明兩種下墊面下坡面徑流中泥沙顆粒的分選特征,建立堆積體坡面侵蝕泥沙顆粒搬運能力定量表述。論文得出初步結(jié)論如下:(1)紅土、X土工程堆積體坡面產(chǎn)流率隨時間的持續(xù)均呈現(xiàn)先增加后波動的變化趨勢,坡面坡度和放水流量均對產(chǎn)流率的變化過程影響顯著,坡面產(chǎn)流率均隨著放水流量的增加而增大,但紅土產(chǎn)流率前期突增幅度小于X土,大流量條件下紅土產(chǎn)流率波動性較X土緩和,且在放水后期(21-45min)產(chǎn)流率依舊有增加的趨勢。紅土、X土坡面累積產(chǎn)流量與沖刷時間均呈一次函數(shù)關(guān)系,同一坡度條件下,各坡面累積產(chǎn)流量增長率隨放水流量的增大而增大,同一放水流量條件下,各坡面累積產(chǎn)流量增長率與坡面坡度之間變化趨勢不同,大坡度大流量條件下,X土較紅土累積產(chǎn)流量增長率較為明顯。(2)紅土、X土堆積體坡面產(chǎn)沙率隨放水歷時的延續(xù)均呈“多峰多谷”的變化趨勢,同一坡度條件下,兩種坡面隨著放水流量的增大,整體均呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢,較X土坡面,紅土坡面侵蝕產(chǎn)沙率前半段波動性緩和,各對應(yīng)放水流量條件下,紅土坡面整體產(chǎn)沙率小于X土。紅土坡面累積產(chǎn)沙量隨沖刷時間呈一次函數(shù)關(guān)系。同一坡度條件下,紅土坡面累積產(chǎn)沙量增長率隨放水流量的增大而增大,在同一放水流量條件下,紅土累積產(chǎn)沙量增長率與坡面坡度之間也呈逐漸增大的趨勢。(3)紅土、X土坡面流速總體上隨產(chǎn)流時間的延續(xù)呈現(xiàn)先減小后平穩(wěn)的變化過程,至試驗結(jié)束,坡面流速減幅接近一半甚至過半。侵蝕過程中兩坡面雷諾數(shù)均逐漸由小變大數(shù)。雷諾基本隨流量的增大而增大,雷諾數(shù)的變化受徑流量的影響比較大,雷諾數(shù)與放水時間之間存在良好的冪函數(shù)關(guān)系。紅土、X土堆積體坡面佛汝德數(shù)隨著產(chǎn)流時間的延續(xù),總體呈現(xiàn)先快速減小后保持平穩(wěn),在產(chǎn)流0~10 min,為快速減小階段,坡面流呈現(xiàn)急流狀態(tài),在產(chǎn)流10~45 min,佛汝德數(shù)保持平穩(wěn)階段,坡面流為緩流狀態(tài),佛汝德數(shù)與放水時間之間存在良好的冪函數(shù)關(guān)系。試驗條件下,兩種坡面的Darcy-weisbach阻力系數(shù)與放水時間之間存在良好的冪函數(shù)關(guān)系,其中,紅土坡面Darcy-weisbach阻力系數(shù)總體介于0.013~69.18,X土堆積體Darcy-weisbach阻力系數(shù)總體介于0.011~46.68,均隨著放水流量的增大坡面阻力系數(shù)變化區(qū)間增大。(4)紅土、X土坡面侵蝕泥沙顆粒中粉粒都占主導地位,均大于50%,紅土坡面中黏粒所占比例(30%~36%)大于P巒療旅

本文編號：2717132