花岗岩残积土崩解及潜蚀试验研究

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赣南地区炎热多雨,酸雨灾害严重,极易造成水土流失。崩岗侵蚀是江西赣南水土流失的主要部分,对地表的土地结构造成巨大破坏,同时在水流的作用下大量泥沙被冲刷至农田、河道,对农作物和植被造成巨大破坏,严重影响社会生态环境,因此花岗岩残积土作为该地区主要土类,它的性质与崩岗侵蚀息息相关。作为一种遇水极易崩解软化的土,对其水敏性方面的研究显得格外重要,本文从花岗岩残积土的崩解特性及潜蚀机理出发,参考当地气候等条件进行了室内试验进行研究。本文自制了可控温崩解试验仪器对花岗岩残积土进行了崩解试验,研究了网格孔径尺寸、温度、含水率、干密度及酸雨对花岗岩残积土重塑土样崩解性的影响。通过自制的土柱试验装置对花岗岩残积土堆积土样进行土柱试验,研究了土柱角度及流量对潜蚀细颗粒累积量、含水率变化、孔隙水压变化及湿润锋的影响。利用Geo-studio软件对土柱潜蚀试验进行模拟,与实际土柱潜蚀试验进行对比,分析潜蚀对渗流作用的影响。主要研究内容及成果如下:1、对不同网格孔径尺寸、不同温度、不同含水率、不同干密度、不同酸雨条件下的花岗岩残积土重塑土样进行崩解试验研究,通过对实验数据分析得出:网格孔径尺寸对崩解试验的影响较大,孔径尺寸较大时崩解速率较快;试样在温度较低的水溶液中崩解速率较慢,在温度较高时速度非常快甚至很难区分吸水饱和阶段和剧烈崩解阶段;含水率增大使得土样吸水饱和时间缩短,崩解速率增加;随着干密度的增加,花岗岩残积土重塑土样的崩解性降低;2、对不同角度、不同流量条件下的花岗岩残积土堆积土进行土柱潜蚀试验研究,试验结果表明:水渗流速度的增加使土柱中流失细颗粒的累积量增加,土柱角度的增加使得潜蚀细颗粒累计量增加;土柱中的优先流动通道的形成和细颗粒的再沉积会影响土柱中的含水率和湿润锋的推进速度;土柱角度为90°且渗流方向由上向下时,细颗粒的再沉积现象较为明显;土柱角度的增加和水流量的增加使得土柱中湿润锋的推进速度加快;3、通过模拟结果与试验结果进行对比分析,发现两者之间变化的规律基本类似,但是模拟结果并没有考虑到优先流动通道的形成和细颗粒的再沉积情况,因此后期含水率没有发生波动突变的情况,模拟得出的湿润锋推进速度要小于试验得出的速度。
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