土壤抗剪強(qiáng)度既可評(píng)價(jià)土壤侵蝕敏感性,也是反映耕層土壤耕作性能的重要參數(shù)。不同剪切方式下土壤抗剪強(qiáng)度指標(biāo)存在一定差異,以紫色土坡耕地耕層土壤為研究對(duì)象,采用室內(nèi)重塑土三軸及直剪試驗(yàn)方法,研究容重和含水率對(duì)紫色土坡耕地耕層土壤抗剪強(qiáng)度的影響,并分析了2種試驗(yàn)方法的差異性。結(jié)果表明:（1）紫色土坡耕地耕層土壤黏聚力（c）總體隨容重（ρ_d）增大而增加,隨含水率（w）增加而減小,三軸及直剪試驗(yàn)條件下黏聚力最大值均出現(xiàn)在容重1.4 g/cm³、含水率10%水平下,分別為32.33,21.78 kPa。耕層土壤內(nèi)摩擦角（φ）隨容重增加而增大,隨含水率增大而減小,三軸及直剪試驗(yàn)條件下內(nèi)摩擦角最大值均出現(xiàn)在容重1.4 g/cm³、含水率10%水平下,分別為22.67°,29.11°。（2）在同一圍壓下,耕層土壤最大主應(yīng)力差隨容重增加而增大,隨含水率增加而減小;在同一容重和含水率水平下,耕層土壤的最大主應(yīng)力差隨著圍壓升高而增大。（3）耕層土壤容重、含水率的交互作用對(duì)黏聚力和內(nèi)摩擦角影響顯著（P<0.05）,對(duì)坡耕地耕層土壤抗剪強(qiáng)度抵抗... 

【文章來源】：水土保持學(xué)報(bào). 2020,34(03)北大核心

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土壤容重和含水率對(duì)坡耕地耕層土壤黏聚力的影響

此外,三軸試驗(yàn)條件下耕層土壤內(nèi)摩擦角明顯小于直剪試驗(yàn)結(jié)果,兩者最大相差9.39°,這與林金石等[20]研究結(jié)果基本一致,但2種方式下內(nèi)摩擦角的變化程度接近。當(dāng)含水率為10%時(shí),隨土壤容重的增加,三軸試驗(yàn)測(cè)得內(nèi)摩擦角由16.25°增加至22.67°,增加了6.42°,直剪試驗(yàn)測(cè)得內(nèi)摩擦角由25.67°增加至29.11°,增加了3.44°;當(dāng)含水率為15%時(shí),隨容重的增加,三軸試驗(yàn)測(cè)得內(nèi)摩擦角由13.00°增加至18.33°,增加了5.33°,而直剪試驗(yàn)測(cè)得內(nèi)摩擦角由20.13°增加至25.43°,增加了5.30°;當(dāng)含水率為20%時(shí),隨容重的增加,三軸試驗(yàn)測(cè)得內(nèi)摩擦角由9.50°增加至13.00°,增加了3.50°,而直剪試驗(yàn)測(cè)得內(nèi)摩擦角由13.98°增加至22.39°,增加了8.41°。2.3 土壤容重和含水率對(duì)耕層土壤最大主應(yīng)力差影響

根據(jù)紫色土坡耕地耕層土壤的三軸試驗(yàn)得出的各容重、含水率條件下試樣的最大主應(yīng)力差見圖3、圖4。最大主應(yīng)力差隨容重的增大而增加。當(dāng)含水率10%、圍壓100 kPa,容重由1.2 g/cm3增加至1.4 g/cm3時(shí),最大主應(yīng)力差由109.93 kPa增至196.06 kPa。說明土壤容重越大,相同圍壓下破壞土體時(shí)作用于三軸試樣的總壓力越大,土體更難被破壞。這是因?yàn)橥寥廊葜卦酱?土壤越緊實(shí),顆粒間距離越近,顆粒間接觸越密集,導(dǎo)致土壤顆粒之間及土壤顆粒與水分之間相對(duì)作用增強(qiáng),導(dǎo)致土壤內(nèi)摩擦角變大、黏聚力增大,進(jìn)而導(dǎo)致土壤抗剪強(qiáng)度增大[21]。最大主應(yīng)力差隨含水率的增加而減小,當(dāng)容重1.4 g/cm3、圍壓400 kPa,含水率由10%增至20%時(shí),最大主應(yīng)力差由539.99 kPa減至238.81 kPa。這說明土壤含水率越大,在相同圍壓下破壞土體時(shí)作用于三軸試樣的總壓力越小,土體更易被破壞。這是因?yàn)樗衷谕亮１砻嫘纬伤?形成潤滑作用,當(dāng)土壤含水率增加后,使土粒周圍水膜增厚,潤滑作用增強(qiáng),導(dǎo)致土壤內(nèi)摩擦角減小、黏聚力下降,進(jìn)而導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度減小[11]。圖4 不同容重條件下最大主應(yīng)力差

【參考文獻(xiàn)】：
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