东北黑土区切沟沟壁崩塌物理模型研究

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本文选取黑龙江省农垦九三分局鹤山农场8号小流域中的切沟作为研究对象,通过野外采样和室内直接剪切试验,应用切沟沟壁崩塌的物理模型,对切沟沟壁的崩塌的原因、影响因素和临界条件进行了探讨,主要得出以下结论: (1)影响沟壁崩塌有四个因素:切沟沟壁土体宽度X、沟壁上裂缝的深度Z、沟壁土壤的含水量w以及土壤干容重γ0。 (2)土壤抗剪强度随土壤含水量的变化规律:土壤粘结力随土壤含水量增大先增大后减小,研究区内的黑土在土壤含水量8%左右时,土壤粘结力达到峰值237.2KPa,拟合出土壤粘结力随土壤含水量变化公式;土壤内摩擦角随土壤含水量变大先减小再增大,得出土壤内摩擦角和土壤含水量关系;对于不同深度的土壤,土壤干容重不同,造成土壤抗剪强度随含水量变化有所不同。 (3)东北黑土区沟壁土体宽度和裂缝深度一般在2米以内,当切沟壁土壤的容重值为1.35g/cm<3>(野外测量深50 cm土层土壤干容重值),切沟壁的土壤含水量在3%-24%之间时,切沟壁上土体不会崩塌。土壤含水量大于24%或者小于3%时,切沟壁才有可能崩塌。 (4)沟壁土壤容重固定的情况下,土壤含水量大于8%时,土壤含水量越大沟壁越容易发生崩塌;土壤含水量小于8%时,土壤含水量越小,土体越容易崩塌。
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