重力侵蝕不僅是一種自然災(zāi)害,也是土壤侵蝕的一種重要形式,其驅(qū)動(dòng)的水沙運(yùn)動(dòng)是當(dāng)前地表水土過(guò)程研究的重要議題。然而,由于重力侵蝕類型多、影響因素復(fù)雜、隨機(jī)性大,難以有效實(shí)施定點(diǎn)觀測(cè),數(shù)據(jù)資料獲取困難,因而該研究一直是土壤侵蝕研究的薄弱環(huán)節(jié)。針對(duì)黃土高原晉陜蒙接壤區(qū)重力侵蝕嚴(yán)重、且對(duì)流域侵蝕產(chǎn)沙有重要貢獻(xiàn)的現(xiàn)實(shí),本文采用模擬降雨現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、黃土抗剪強(qiáng)度室內(nèi)測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查相結(jié)合的方法,研究重力侵蝕產(chǎn)沙過(guò)程及對(duì)徑流泥沙粒徑的影響,分析重力侵蝕的觸發(fā)和演變規(guī)律�，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果證實(shí):降雨是崩滑災(zāi)害發(fā)生的主要誘發(fā)因素,在黃土高原的一些小流域中,重力侵蝕產(chǎn)沙可占整個(gè)小流域產(chǎn)沙量的50%以上。室內(nèi)測(cè)試分析證實(shí):干密度通過(guò)影響?zhàn)ぞ哿蛢?nèi)摩擦角來(lái)影響抗剪強(qiáng)度,而含水量主要通過(guò)影響?zhàn)ぞ哿?lái)影響抗剪強(qiáng)度。本研究還通過(guò)自主改進(jìn)設(shè)計(jì)的地貌儀與可移動(dòng)降雨模擬試驗(yàn)室相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了未擾動(dòng)原狀溝坡重力侵蝕過(guò)程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè),陜西神木縣六道溝小流域溝坡重力侵蝕過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果證實(shí):(1)重力侵蝕災(zāi)害的群發(fā)性特征十分明顯,其發(fā)生的頻率和規(guī)模呈冪函數(shù)分布。坡度60°、70°和80°,坡高1m和1.5m,雨強(qiáng)0.8和2.0mm/min時(shí)次降雨量50 mm的參數(shù)組合的7組地形41場(chǎng)降雨共導(dǎo)致單次崩滑量大于300 cm3的重力侵蝕事件為499次,平均每場(chǎng)降雨導(dǎo)致12次崩滑事件,一場(chǎng)降雨中最高可發(fā)生43次。隨著崩滑體規(guī)模的增大,重力侵蝕發(fā)生的概率呈冪函數(shù)關(guān)系減小。應(yīng)用本試驗(yàn)獲得的499次崩滑數(shù)據(jù),得到重力侵蝕發(fā)生概率密度P和體積規(guī)模v之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系為:P=1256.4v-1.525。(2)重力侵蝕顯著影響了徑流含沙量,并對(duì)坡溝系統(tǒng)侵蝕產(chǎn)沙產(chǎn)生了重要貢獻(xiàn)。上述7組地形的31次典型崩滑事件分析發(fā)現(xiàn),重力侵蝕發(fā)生時(shí)徑流含沙量平均值是重力侵蝕發(fā)生前的3倍;與水力侵蝕相比,重力侵蝕影響下的出口輸沙率平均增大了 250%,這意味著在小流域地區(qū)的減沙方面,防治重力侵蝕的發(fā)生比其他措施更有效。(3)重力侵蝕產(chǎn)沙過(guò)程對(duì)下游溝道徑流泥沙粒徑產(chǎn)生顯著影響。上述7組地形中選取有切溝出現(xiàn)的坡度60°、70°和80°,坡高1.5m的3組地形發(fā)現(xiàn),重力侵蝕發(fā)生后,泥沙中值粒徑從0.084 mm減少到0.051 mm,不均勻性從5.6增加到26.8,分形維數(shù)由2.60增大到2.78,這意味著邊坡破壞使徑流泥沙的粒徑更細(xì)、分布更加不均勻和不規(guī)則。本文研究結(jié)果對(duì)揭示黃土高原晉陜蒙接壤區(qū)的重力侵蝕機(jī)理,闡明該地區(qū)的土壤侵蝕規(guī)律具有一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S157.1;TV14
【部分圖文】：

力侵蝕的破壞過(guò)程和分布規(guī)律。第六章研究重力侵蝕的產(chǎn)沙規(guī)律以及對(duì)徑流泥沙粒徑的??影響規(guī)律。??本文技術(shù)路線如圖１．４所示，各章節(jié)邏輯關(guān)系為：第二章的重力侵蝕觀測(cè)方法為第??五和六章重力侵蝕的分布規(guī)律、產(chǎn)沙規(guī)律以及對(duì)徑流泥沙粒徑影響規(guī)律研宄提供了研宄??手段。第三章野外調(diào)查和第四章力學(xué)分析為第二章的重力侵蝕模型概化提供依據(jù)。第三??章野外調(diào)查結(jié)果也為第五和六章的重力侵蝕現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果提供了驗(yàn)證。??■?ｉ?—ｊ—??圖Ｈ?■漢拽：似Ｍｉ獅姐芯？＿撕讀殿驅(qū)纖挪ｄ?ｊ?ｉ??ＲＨ?ｉ：?＊??？？］？?．．＇Ｉ??國(guó)?Ｈ?醜■?ｇｊｓｌａｆｃ?＾１５１?ｉ＿＿遍；：??ＥＩＭｍ?：：??＞化展示宏觀規(guī)律ｉ?備?ｊ相關(guān)性分析驗(yàn)證）??１１１?ｉｉｉｆｌＳｆｉｉｌ＾ｌｌ?ｉＴｉｉｉｒｃｌ?１?■??ｊ?ｐ?紙料３?ｊ：??Ｕｌ＾ＳＳＩ?１１１１；??＼?Ｈ麗霧ＨＨ?ＭＭＳＩＩＨ??ｉｌ＾Ｂ：?Ｈａｌ?１（＾９：?＇Ｅｓａｎｉ??■■零■■騰■零?＞?－輙，零?丨■?￥■＞！■■■，■？?ｆ’春■？■■鑄靡？？＊■■＊■■■■？？■■？■■＿■■？？？■■■■攀■■？＊＊?孀《■■■？?ａｔｐ／＊???Ｊｒ??圖１．４技術(shù)路線

２．２．３可移動(dòng)降雨模擬試驗(yàn)室??可移動(dòng)降雨模擬試驗(yàn)室長(zhǎng)８ｍ、寬５ｍ，屋脊距緩坡面高約３ｍ，距陡坡面底部高約??４．５ｍ，如圖２．３所示。首先在坡頂位置預(yù)埋用于固定帳篷柱的柱墩。其次在溝道位置預(yù)??埋用于固定加長(zhǎng)柱的柱墩，并將加長(zhǎng)柱和柱墩通過(guò)螺栓連接。然后在平地上預(yù)先把帳篷??支架搭建，并固定到上述帳篷柱柱墩和加長(zhǎng)柱上。試驗(yàn)室的外墻上有多個(gè)窗戶，用于通??風(fēng)和阻擋室外強(qiáng)烈的陽(yáng)光。??－１９－??

水量變化（１３．３、１６．０、１８．０、２０．０、２２．０、２４．０和２６．０％及飽和含水量）對(duì)黃土抗剪強(qiáng)度??的影響。本文測(cè)得飽和含水量為３１．８％。在不同的垂直壓力（５０、１００、２００和３００ｋＰａ）??下，采用南京土壤儀器廠生產(chǎn)的ＺＪ型直剪儀進(jìn)行快剪試驗(yàn)（圖２．５），剪切時(shí)間３？４?ｍｉｎ。??所用環(huán)刀內(nèi)徑為６１．８ｍｍ，高度為２０ｍｍ。按照《土工試驗(yàn)規(guī)程》［１２７］選取剪應(yīng)力與剪切??位移關(guān)系曲線上的峰值點(diǎn)或穩(wěn)定值作為抗剪強(qiáng)度，如無(wú)明顯峰值點(diǎn)則取剪切位移等于４??ｍｍ對(duì)應(yīng)的剪應(yīng)力作為抗剪強(qiáng)度。??：漏??圖２．５黃土抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)照片??Ｆｉｇ．?２．５?Ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｐｈｏｔｏｓ?ｏｆ?ｌｏｅｓｓ?ｓｈｅａｒ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ??采用基于變量增長(zhǎng)率的敏感性分析方法來(lái)評(píng)價(jià)抗剪強(qiáng)度對(duì)干密度和含水量變化的??敏感性［１２８］：??－２６－??
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本文編號(hào)：2841458