復合坡面花崗巖殘積土侵蝕過程及其影響因素試驗研究
發(fā)布時間:2022-12-24 12:16
崩崗是指山坡土石體在水力和重力綜合作用下受破壞而崩塌和受沖刷的侵蝕現(xiàn)象,在我國南方降雨比較多的山區(qū)、丘陵地帶由崩崗侵蝕產生的水土流失嚴重危害了當?shù)厝嗣竦纳a生活和生態(tài)環(huán)境。隨著國家對生態(tài)環(huán)境建設的高度重視和大規(guī)模實施,對崩崗侵蝕機理和影響因素分析需要進一步的研究。本文以江西省于都縣的花崗巖殘積土為研究對象,進行了以下幾個方面的研究工作:(1)通過查閱大量文獻資料,總結了降雨條件下坡面崩崗侵蝕機理及影響因素,根據(jù)贛南花崗巖殘積土所處的自然環(huán)境及土體狀態(tài),確定選取降雨強度、前期土壤含水率、坡面土層厚度三個影響因素來研究花崗巖殘積土的崩崗侵蝕。(2)設計并制作了一個包括主體水槽、人工模擬降雨系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集三大系統(tǒng)的模型裝置,該模型可以在室內模擬降雨條件復合土坡雨水入滲及坡面崩崗侵蝕過程和形態(tài)演化。(3)通過降雨強度分別為100mm/h、125mm/h、150mm/h的三組試驗得出:花崗巖殘積土在復合坡面上的侵蝕破壞大致表現(xiàn)為降雨-濺蝕-片蝕-細溝侵蝕-沖溝侵蝕的崩崗過程。不同的降雨強度試驗下坡面破壞形態(tài)有所差異,在100mm/h和125mm/h雨強的試驗過程中坡面表現(xiàn)為塊體崩崗破壞,在150...
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 研究背景及研究意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 崩崗侵蝕的國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 崩崗侵蝕機理及過程研究現(xiàn)狀
1.2.2 崩崗侵蝕研究方法及影響因素研究現(xiàn)狀
1.3 本文的研究內容及創(chuàng)新點
1.3.1 研究內容
1.3.2 本文創(chuàng)新之處
第2章 試驗方案及模型設計
2.1 概述
2.2 試驗方案
2.3 試驗模型設計
2.3.1 模型主體水槽
2.3.2 人工降雨系統(tǒng)
2.3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2.4 試驗前期準備
2.4.1 試驗前期對花崗巖殘積土的處理
2.4.2 試驗模型的裝填
2.4.3 孔隙水壓力、土壤水分傳感器埋設位置
第3章 降雨強度對坡面侵蝕過程的影響分析
3.1 概述
3.2 100mm/h降雨強度試驗分析
3.2.1 JQ-1 試驗過程分析
3.2.2 JQ-1 試驗土體含水率的變化
3.2.3 JQ-1 試驗土體孔隙水壓力的變化
3.2.4 JQ-1 試驗泥砂含量的變化
3.3 125mm/h降雨強度試驗分析
3.3.1 JQ-2 試驗過程分析
3.3.2 JQ-2 試驗土體含水率的變化
3.3.3 JQ-2 試驗孔隙水壓力的變化
3.3.4 JQ-2 試驗泥砂含量的變化
3.4 150mm/h降雨強度試驗分析
3.4.1 JQ-3 試驗過程分析
3.4.2 JQ-3 試驗土體含水率的變化
3.4.3 JQ-3 試驗孔隙水壓力
3.4.4 JQ-3 試驗泥砂含量變化
3.5 不同降雨強度試驗對比分析
3.5.1 不同降雨強度對坡面侵蝕過程的影響
3.5.2 不同降雨強度對坡體雨水入滲的影響分析
3.5.3 不同降雨強度對坡面產砂量及破壞位置和時刻的影響
3.6 本章小結
第4章 坡體前期含水率對坡面侵蝕過程的影響分析
4.1 概述
4.2 初始含水率為7%試驗分析
4.2.1 CS-1 試驗過程分析
4.2.2 CS-1 試驗土體含水率的變化
4.2.3 CS-1 試驗孔隙水壓力變化
4.2.4 CS-1 試驗泥砂含量變化
4.3 初始含水率為15%試驗分析
4.3.1 CS-2 試驗過程分析
4.3.2 CS-2 試驗體積含水率的變化
4.3.3 CS-2 試驗孔隙水壓力傳感器
4.3.4 CS-2 試驗泥砂含量變化
4.4 不同前期含水率的試驗對比分析
4.4.1 不同前期含水率對坡面侵蝕過程的影響
4.4.2 不同前期含水率對坡體雨水入滲的影響
4.4.3 不同前期含水率對坡面產砂量及破壞位置和時刻的影響
4.5 本章小結
第5章 土層厚度對坡面侵蝕過程的影響分析
5.1 概述
5.2 200mm土層厚度試驗分析
5.2.1 TC-1 試驗過程分析
5.2.2 TC-1 試驗土體含水率的變化
5.2.3 TC-1 試驗孔隙水壓力的變化
5.2.4 TC-1 試驗泥砂含量變化
5.3 400mm土層厚度試驗分析
5.3.1 TC-2 試驗過程分析
5.3.2 TC-2 試驗土體含水率變化
5.3.3 TC-2 試驗孔隙水壓力的變化
5.3.4 TC-2 試驗泥砂含量的變化
5.4 不同土層厚度試驗對比分析
5.4.1 不同土層厚度坡面侵蝕過程的影響
5.4.2 不同土層厚度對坡體雨水入滲的影響
5.4.3 不同土層厚度對坡面產砂量及破壞位置和時刻的影響
5.5 本章小結
第6章 降雨條件下土壤水分入滲數(shù)值模擬
6.1 Comsol軟件介紹
6.2 基本理論
6.3 降雨入滲數(shù)值模擬及結果分析
6.4 本章小結
第7章 結論與展望
7.1 結論
7.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]細溝發(fā)育與形態(tài)特征研究進展[J]. 沈海鷗,鄭粉莉,溫磊磊. 生態(tài)學報. 2018(19)
[2]黃丘區(qū)野外草被坡面土壤入滲參數(shù)變化規(guī)律與模擬研究[J]. 何子淼,肖培青,郝仕龍,楊春霞. 水土保持學報. 2018(02)
[3]基于遼西小流域模擬降雨入滲產流特征研究[J]. 鄭春喜. 中國水能及電氣化. 2018(02)
[4]紅壤坡面土壤團聚體特性與侵蝕泥沙的相關性[J]. 錢婧,張麗萍,王文艷. 生態(tài)學報. 2018(05)
[5]不同坡形坡度徑流量產生規(guī)律的試驗研究[J]. 馮大光,范昊明,王鐵良. 沈陽農業(yè)大學學報. 2017(03)
[6]半無限平面內非飽和土降雨入滲的水—力耦合數(shù)值分析[J]. 石倫炎,吳禮舟,周楊,白蘭英. 水電能源科學. 2017(03)
[7]不同土地利用類型土壤入滲性能及其影響因素研究[J]. 莫斌,陳曉燕,楊以翠,羅幫林,唐菊,宮春明,林芷行,周土金,申云康. 水土保持研究. 2016(01)
[8]黃土質地對坡面侵蝕的影響[J]. 盛賀偉,蔡強國,孫莉英. 水土保持學報. 2016(01)
[9]江西省贛縣崩崗發(fā)育的地貌特征分析[J]. 宋月君. 亞熱帶水土保持. 2015(03)
[10]江西省崩崗侵蝕危害及防治對策[J]. 張利超,謝頌華,肖勝生,喻榮崗,鄔江穎. 中國水土保持. 2014(09)
博士論文
[1]土壤結皮形成機制及空間分布對侵蝕的影響研究[D]. 路培.西北農林科技大學 2018
[2]復合坡面土壤侵蝕與養(yǎng)分流失及其調控模擬試驗研究[D]. 呂威.中國農業(yè)大學 2017
[3]我國主要侵蝕土壤濺蝕和片蝕特征與機理研究[D]. 胡偉.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2016
[4]南方花崗巖區(qū)崩崗崩壁穩(wěn)定性研究[D]. 夏棟.華中農業(yè)大學 2015
[5]滇池小流域LUCC下土壤侵蝕與碳氮變化研究[D]. 牛曉音.南京師范大學 2015
[6]花崗巖崩崗崩積體侵蝕機理研究[D]. 蔣芳市.福建農林大學 2013
[7]主要水蝕區(qū)坡面土壤侵蝕過程與機理對比研究[D]. 耿曉東.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2010
[8]降雨過程中紅壤表土結構變化與侵蝕特點[D]. 李朝霞.華中農業(yè)大學 2005
碩士論文
[1]晉西黃綿土坡面侵蝕產沙特征試驗研究[D]. 裴冠博.太原理工大學 2018
[2]降雨條件下崩崗侵蝕實驗及水分遷移數(shù)值模擬研究[D]. 羅佳.南昌大學 2018
[3]不同降雨條件對崩崗侵蝕影響與治理方法的模型試驗[D]. 劉歡.中國地質大學(北京) 2018
[4]粗質地土壤前期含水量對模擬降雨過程中入滲-產流的影響[D]. 王亞飛.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2016
[5]長沙地區(qū)紅壤入滲率影響因素的試驗研究[D]. 劉雅琴.湖南大學 2015
[6]崩崗區(qū)土侵蝕因素及其邊坡穩(wěn)定性研究[D]. 周文華.南昌大學 2015
[7]山區(qū)鐵路路基水毀機制研究與預警系統(tǒng)開發(fā)[D]. 李玉潔.西南交通大學 2015
[8]降雨作用下非飽和堆積邊坡固—液—氣耦合模型的數(shù)值分析[D]. 李濱鍔.成都理工大學 2015
[9]于都縣崩崗分布特征及其侵蝕機理研究[D]. 趙靜.江西農業(yè)大學 2015
[10]降雨條件下土體潛蝕機制及誘發(fā)滑坡研究[D]. 張磊.上海交通大學 2015
本文編號:3726120
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 研究背景及研究意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 崩崗侵蝕的國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 崩崗侵蝕機理及過程研究現(xiàn)狀
1.2.2 崩崗侵蝕研究方法及影響因素研究現(xiàn)狀
1.3 本文的研究內容及創(chuàng)新點
1.3.1 研究內容
1.3.2 本文創(chuàng)新之處
第2章 試驗方案及模型設計
2.1 概述
2.2 試驗方案
2.3 試驗模型設計
2.3.1 模型主體水槽
2.3.2 人工降雨系統(tǒng)
2.3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2.4 試驗前期準備
2.4.1 試驗前期對花崗巖殘積土的處理
2.4.2 試驗模型的裝填
2.4.3 孔隙水壓力、土壤水分傳感器埋設位置
第3章 降雨強度對坡面侵蝕過程的影響分析
3.1 概述
3.2 100mm/h降雨強度試驗分析
3.2.1 JQ-1 試驗過程分析
3.2.2 JQ-1 試驗土體含水率的變化
3.2.3 JQ-1 試驗土體孔隙水壓力的變化
3.2.4 JQ-1 試驗泥砂含量的變化
3.3 125mm/h降雨強度試驗分析
3.3.1 JQ-2 試驗過程分析
3.3.2 JQ-2 試驗土體含水率的變化
3.3.3 JQ-2 試驗孔隙水壓力的變化
3.3.4 JQ-2 試驗泥砂含量的變化
3.4 150mm/h降雨強度試驗分析
3.4.1 JQ-3 試驗過程分析
3.4.2 JQ-3 試驗土體含水率的變化
3.4.3 JQ-3 試驗孔隙水壓力
3.4.4 JQ-3 試驗泥砂含量變化
3.5 不同降雨強度試驗對比分析
3.5.1 不同降雨強度對坡面侵蝕過程的影響
3.5.2 不同降雨強度對坡體雨水入滲的影響分析
3.5.3 不同降雨強度對坡面產砂量及破壞位置和時刻的影響
3.6 本章小結
第4章 坡體前期含水率對坡面侵蝕過程的影響分析
4.1 概述
4.2 初始含水率為7%試驗分析
4.2.1 CS-1 試驗過程分析
4.2.2 CS-1 試驗土體含水率的變化
4.2.3 CS-1 試驗孔隙水壓力變化
4.2.4 CS-1 試驗泥砂含量變化
4.3 初始含水率為15%試驗分析
4.3.1 CS-2 試驗過程分析
4.3.2 CS-2 試驗體積含水率的變化
4.3.3 CS-2 試驗孔隙水壓力傳感器
4.3.4 CS-2 試驗泥砂含量變化
4.4 不同前期含水率的試驗對比分析
4.4.1 不同前期含水率對坡面侵蝕過程的影響
4.4.2 不同前期含水率對坡體雨水入滲的影響
4.4.3 不同前期含水率對坡面產砂量及破壞位置和時刻的影響
4.5 本章小結
第5章 土層厚度對坡面侵蝕過程的影響分析
5.1 概述
5.2 200mm土層厚度試驗分析
5.2.1 TC-1 試驗過程分析
5.2.2 TC-1 試驗土體含水率的變化
5.2.3 TC-1 試驗孔隙水壓力的變化
5.2.4 TC-1 試驗泥砂含量變化
5.3 400mm土層厚度試驗分析
5.3.1 TC-2 試驗過程分析
5.3.2 TC-2 試驗土體含水率變化
5.3.3 TC-2 試驗孔隙水壓力的變化
5.3.4 TC-2 試驗泥砂含量的變化
5.4 不同土層厚度試驗對比分析
5.4.1 不同土層厚度坡面侵蝕過程的影響
5.4.2 不同土層厚度對坡體雨水入滲的影響
5.4.3 不同土層厚度對坡面產砂量及破壞位置和時刻的影響
5.5 本章小結
第6章 降雨條件下土壤水分入滲數(shù)值模擬
6.1 Comsol軟件介紹
6.2 基本理論
6.3 降雨入滲數(shù)值模擬及結果分析
6.4 本章小結
第7章 結論與展望
7.1 結論
7.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]細溝發(fā)育與形態(tài)特征研究進展[J]. 沈海鷗,鄭粉莉,溫磊磊. 生態(tài)學報. 2018(19)
[2]黃丘區(qū)野外草被坡面土壤入滲參數(shù)變化規(guī)律與模擬研究[J]. 何子淼,肖培青,郝仕龍,楊春霞. 水土保持學報. 2018(02)
[3]基于遼西小流域模擬降雨入滲產流特征研究[J]. 鄭春喜. 中國水能及電氣化. 2018(02)
[4]紅壤坡面土壤團聚體特性與侵蝕泥沙的相關性[J]. 錢婧,張麗萍,王文艷. 生態(tài)學報. 2018(05)
[5]不同坡形坡度徑流量產生規(guī)律的試驗研究[J]. 馮大光,范昊明,王鐵良. 沈陽農業(yè)大學學報. 2017(03)
[6]半無限平面內非飽和土降雨入滲的水—力耦合數(shù)值分析[J]. 石倫炎,吳禮舟,周楊,白蘭英. 水電能源科學. 2017(03)
[7]不同土地利用類型土壤入滲性能及其影響因素研究[J]. 莫斌,陳曉燕,楊以翠,羅幫林,唐菊,宮春明,林芷行,周土金,申云康. 水土保持研究. 2016(01)
[8]黃土質地對坡面侵蝕的影響[J]. 盛賀偉,蔡強國,孫莉英. 水土保持學報. 2016(01)
[9]江西省贛縣崩崗發(fā)育的地貌特征分析[J]. 宋月君. 亞熱帶水土保持. 2015(03)
[10]江西省崩崗侵蝕危害及防治對策[J]. 張利超,謝頌華,肖勝生,喻榮崗,鄔江穎. 中國水土保持. 2014(09)
博士論文
[1]土壤結皮形成機制及空間分布對侵蝕的影響研究[D]. 路培.西北農林科技大學 2018
[2]復合坡面土壤侵蝕與養(yǎng)分流失及其調控模擬試驗研究[D]. 呂威.中國農業(yè)大學 2017
[3]我國主要侵蝕土壤濺蝕和片蝕特征與機理研究[D]. 胡偉.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2016
[4]南方花崗巖區(qū)崩崗崩壁穩(wěn)定性研究[D]. 夏棟.華中農業(yè)大學 2015
[5]滇池小流域LUCC下土壤侵蝕與碳氮變化研究[D]. 牛曉音.南京師范大學 2015
[6]花崗巖崩崗崩積體侵蝕機理研究[D]. 蔣芳市.福建農林大學 2013
[7]主要水蝕區(qū)坡面土壤侵蝕過程與機理對比研究[D]. 耿曉東.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2010
[8]降雨過程中紅壤表土結構變化與侵蝕特點[D]. 李朝霞.華中農業(yè)大學 2005
碩士論文
[1]晉西黃綿土坡面侵蝕產沙特征試驗研究[D]. 裴冠博.太原理工大學 2018
[2]降雨條件下崩崗侵蝕實驗及水分遷移數(shù)值模擬研究[D]. 羅佳.南昌大學 2018
[3]不同降雨條件對崩崗侵蝕影響與治理方法的模型試驗[D]. 劉歡.中國地質大學(北京) 2018
[4]粗質地土壤前期含水量對模擬降雨過程中入滲-產流的影響[D]. 王亞飛.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2016
[5]長沙地區(qū)紅壤入滲率影響因素的試驗研究[D]. 劉雅琴.湖南大學 2015
[6]崩崗區(qū)土侵蝕因素及其邊坡穩(wěn)定性研究[D]. 周文華.南昌大學 2015
[7]山區(qū)鐵路路基水毀機制研究與預警系統(tǒng)開發(fā)[D]. 李玉潔.西南交通大學 2015
[8]降雨作用下非飽和堆積邊坡固—液—氣耦合模型的數(shù)值分析[D]. 李濱鍔.成都理工大學 2015
[9]于都縣崩崗分布特征及其侵蝕機理研究[D]. 趙靜.江西農業(yè)大學 2015
[10]降雨條件下土體潛蝕機制及誘發(fā)滑坡研究[D]. 張磊.上海交通大學 2015
本文編號:3726120
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