三峡水库水位涨落对消落带土体抗剪强度的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 吕发友 |
| 答辩日期 | 2017 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 贺秀斌 |
| 关键词 | 三峡水库 消落带 紫色土 抗剪强度 |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 其他题名 | The influence of alternate submergence and exposure to shear strength of soil in the riparian zone of Three Gorgers Reservoir |
| 英文摘要 | 三峡消落带存在严重的土壤侵蚀和土质岸坡坍塌问题，威胁着库区生态环境和生产安全，明晰在三峡消落带特殊的水土相互作用方式下，岸坡土体物理力学性质（容重、质量含水率、孔隙率、颗粒组成，Ca、Mg、Fe，矿物组成，抗剪强度及其参数）的响应规律，有助于从本质上认识消落带土壤侵蚀机理。因此，本论文通过定位监测、原状土采样测试、室内理化性质分析和模拟实验等手段，测定消落带土壤物理力学指标，数理统计分析等方法，研究在水库周期性蓄水而引起的各种作用（水柱压力、干湿交替、质量含水率）下，消落带土壤的基本物理、化学性质指标，抗剪强度及其参数的响应情况，为从力学角度研究消落带土壤侵蚀机理、科学制定三峡消落带土壤侵蚀方案提供借鉴。本研究得出以下主要结论：（1）土体在淹水过程中受到的水柱压力越大，淹水后在其他条件相同时，紫色土的强度和刚度越大。与初始试样相比，分别在0 kPa和300 kPa水柱压力条件下经过6次干湿循环后的重塑紫色土（干湿循环幅度为ω2），内摩擦角分别降低了44.3%和增加了31.4%，不同的水柱压力对土壤黏聚力的影响不显著；随淹水过程中受到的水柱压力的增加，相同条件下紫色土的应力－应变曲线由应变软化型逐渐过渡为应变硬化型（2）非饱和紫色土的强度、刚度和变形特性均与其质量含水率密切相关。在一定质量含水率区间内，随含水率的增加，相同围压下重塑紫色土抗剪强度值急剧降低，黏聚力增大，内摩擦角减小；土体刚度降低，应力－应变曲线从应变硬化型逐步过渡为应变软化型。（3）干湿循环次数和幅度对紫色土的强度和刚度有显著影响。其它条件相同时，干湿循环次数越少、干湿循环幅度越小，紫色土的强度和刚度越大。随干湿循环次数的增加，重塑紫色土黏聚力以近似稳定的速率急剧降低，内摩擦角总体呈上升趋势，在第3次干湿循环前后有一定的波动；随着干湿循环幅度的减小，相同围压下重塑紫色土抗剪强度值和内摩擦角迅速增大，黏聚力的变化趋势则与之相反；与对照组相比，经历最小干湿循环幅度（ω3）后的紫色土，其内摩擦角增加最多，为84.4%，同时黏聚力降低最多，为92.1%；（4）三峡水库周期性蓄水条件下，消落带表土层（0-10cm）土壤受人为扰动、植被根系、地表径流、降雨击溅、干湿交替等的影响较深层土（10-20cm）更大，消落带土壤的容重、孔隙率、机械组成和抗剪强度参数对淹水作用的响应程度随土层深度增加而递减。（5）淹水前后，消落带土壤的基本物理、力学性质存在显著差异。随水位高程增加，消落带土壤（150-175m段）受淹水周期、淹水时间和水体压力的影响均减小，对周期性蓄水响应程度最剧烈的表土层（0-10cm）的土壤。粒径呈低水位段粗、高水位段细，表层粗、底层细的特征；同一时期，随水位高程增高，黏聚力以先增高后降低的趋势分布，内摩擦角沿水位高程的分布无明显变化。(6) 三峡消落带土壤的常用理化、力学指标和矿物组成之间大多存在相关性。研究区消落带紫色土的黏聚力与土壤质量含水率和水云母含量显著相关，可用回归方程c=140.809-182.447x1-390.969x2（r=0.735）进行描述，内摩擦角仅与水云母含量显著相关，可用回归方程ψ＝5.103+109.521x1（r=0.595）进行拟合。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 73 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/24610]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地表生过程与生态调控重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吕发友. 三峡水库水位涨落对消落带土体抗剪强度的影响[D]. 北京. 中国科学院大学. 2017. |
入库方式： OAI收割
来源：成都山地灾害与环境研究所
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