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  • 【期刊】 脉冲边界模型测量冻土坡面径流流速与距离优选

    刊名:农业机械学报 作者:董月群 ; 庄晓晖 ; 雷廷武 ; 马玉莹 ; 殷哲 关键词:冻土坡面 ; 流速 ; 电解质脉冲边界模型 ; 优选距离 机构:中国农业大学水利与土木工程学院 ; 中国农业大学水利与土木工程学院 年份:2015
    摘要:在室内不同坡度和流量条件下,用电解质脉冲边界模型以及染色剂示踪法进行冻土坡面和未冻土壤坡面径流流速测量的对比研究。采用长3.8 m、宽0.2 m和深0.08 m的试验土槽,用新疆阿克苏温宿县科其喀尔冰川流域草甸土,装土容重为1.0 g/cm3、厚度5 cm,将土样饱和后冻结,制备用于试验的冻土坡面。为提高试验效率,采用在砂纸上粘贴土壤颗粒的方法模拟未冻土壤坡面。在坡度5°、10°和15°,流量12、24和48 L/min条件下,采用电解质脉冲边界模型方法和染色剂示踪方法测量冻土和未冻土壤坡面径流流速,并确定电解质脉冲边界模型方法的最优测量距离。结果表明:电解质脉冲边界模型测量流速随着测量距离增加呈指数增加,并逐渐趋于恒定。通过流速随沟长的变化关系,计算得到冻土坡面条件下,电解质脉冲边界模型测量流速与实际流速相差5%和10%,所需测量距离分别为1.7~2.7 m以及1.4~2.1 m。电解质脉冲边界模型法测得的冻土坡面径流流速随坡度、流量增大而增大,为0.45~0.98 m/s,是未冻土壤坡面径流流速的1.43倍。冻土坡面染色剂示踪法测得的流速较电解质脉冲边界模型测得的流速大3%~20%;未冻土壤坡面染色剂示踪法测得的流速较电解质脉冲边界模型测得的流速大6%~35%。
  • 【期刊】 不同降雨强度下黄土区冻土坡面产流产沙过程及水沙关系

    刊名:农业工程学报 作者:张洋 ; 张辉 ; 李占斌 ; 李鹏 ; 肖列 ; 柯浩成 ; 陈怡婷 关键词:冻土坡面 ; 土壤 ; 侵蚀 ; 径流 ; 黄土区 ; 模拟降雨 ; 产流产沙 机构:西安理工大学 ; 西安理工大学 ; 陕西西部联盟生态股份有限公司 ; 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室 年份:2018
    摘要:为了明确降雨对冻土坡面侵蚀的作用机理,探讨冻土和未冻土在不同水力条件下侵蚀之间的差异。通过室内模拟降雨试验,采用3种降雨强度(0.6,0.9,1.2 mm/min)对比定量研究冻土坡面和未冻土坡面产流产沙过程及水沙关系。结果表明:在0.9、1.2 mm/min雨强下,冻土坡面的产流时间相对对照坡面提前了18.7,6.4 min。冻土坡面径流量、侵蚀量均远大于对照坡面,在0.9,1.2 mm/min雨强下径流量分别是对照坡面的1.16,1.19倍,侵蚀量分别是对照坡面的10.40,6.40倍。随着降雨进行,坡面产生不同程度的细沟,其中,冻土坡面相比对照坡面细沟出现时间分别缩短了18 min,22 min,且冻土坡面细沟侵蚀量占总侵蚀量的79%~92%,此比例大于同雨强下的对照坡面。两种坡面的累计径流量与累计产沙量之间满足y=kx+b的线性关系,在细沟间侵蚀阶段,冻土坡面的k值是对照坡面的8.48~9.02倍,而在细沟侵蚀阶段,则为对照的3.68~7.50倍。研究结果表明细沟侵蚀是冻土坡面土壤侵蚀率增大的主要原因,而冻结层的阻水作用是导致坡面上细沟出现时间提前的最重要因素。该研究可以为完善土壤侵蚀机理研究提供一定的参考价值。
  • 【期刊】 未完全解冻层对黑土坡面降雨侵蚀的影响

    刊名:水土保持学报 作者:周丽丽 ; 王铁良 ; 范昊明 ; 武敏 ; 柴宇 ; 刘佳 ; 张德禹 关键词:未完全解冻层 ; 土壤侵蚀 ; 降雨侵蚀 机构:沈阳农业大学水利学院 ; 沈阳农业大学水利学院 年份:2009
    摘要:春季解冻期土壤侵蚀受未完全解冻层影响较大,以东北黑土为研究对象,通过室内降雨模拟试验,分析未完全解冻层对土壤侵蚀总量及侵蚀速率的影响。结果表明:在所选水平内,低含水率黑土侵蚀总量随着初始解冻深度增加而减少;高含水率黑土在h=10mm水平上侵蚀总量最大;侵蚀速率均呈现先增大后减小的变化趋势,在20min降雨时间内,总会出现一个侵蚀速率峰值,不同初始解冻深度峰值出现时间并不完全相同;当h=5mm和h=10mm时,未完全解冻层阻水作用都比较明显,侵蚀量差异主要在试验初始阶段,也就是说,土壤含水率只是在试验最初阶段起着一定作用,随着入渗量增多,土壤逐渐达到饱和,二水平之间侵蚀量差异较小,相反这一阶段未完全解冻层隔离作用被充分体现。
  • 【期刊】 季冻区土坡冻融界面土体的抗剪强度参数衰减

    刊名:黑龙江工程学院学报(自然科学版) 作者:葛琪 ; 何岩 ; 陈瑶 关键词:道路工程 ; 损伤模型 ; 模拟试验 ; 冻融界面 ; 季节冰冻区 机构:黑龙江工程学院土木与建筑工程学院 ; 黑龙江工程学院土木与建筑工程学院 ; 黑龙江大学建筑工程学院 年份:2013
    摘要:季节冰冻区土质边坡在春融期经常发生浅层滑坡,现象表明:一般情况春融期滑坡面位于冻融土体交界面处,冻融界面处的土体抗剪强度直接影响该地区土坡稳定性。设计不同配比材料形成冻融界面的抗剪强度模型试验,得到对应不同土体含水量以及冻融循环次数条件下的剪应力,计算出不同含水量和不同冻融次数条件下对应的c,φ值,依据试验结果提出冻融界面土体抗剪强度参数值随着含水量和冻融次数变化时的损伤模型。研究结果表明,抗剪强度参数随该两影响因素的增加而发生损伤。
  • 【专利】 用于保护多年冻土路基坡面的混凝土空心块

    作者:俞祁浩 ; 程国栋 ; 何乃武 年份:2005
    摘要:本发明公开一种用于保护多年冻土路基坡面的混凝土空心块,是由植物 秸秆、水泥、砂土构成的。制成的空心块为立方体,立方体外边长为30~ 200mm,壁厚为10~50mm。除此还可制成空心球体、或空心长方体、或空 心圆柱体。本发明实施简便、造价较低、维护简便,克服了遮阳板和碎石护 坡的缺陷,兼备二者的优点,将不同不同形状的空心块组合,并达到一定厚 度后,其不仅具有良好的遮阳效果,而且具有良好的通风降温效能,对于维 护多年冻土和工程建筑的长期稳定产生积极作用。
  • 【期刊】 初始解冻深度对黄绵土坡面产流产沙的影响

    刊名:水土保持研究 作者:袁瀛 ; 张辉 关键词:土壤侵蚀 ; 初始解冻深度 ; 降雨强度 ; 黄绵土 机构:陕西省水土保持勘测规划研究所 ; 陕西省水土保持勘测规划研究所 ; 西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地 年份:2018
    摘要:春季解冻期土壤侵蚀受初始解冻深度影响较大,通过室内模拟降雨试验研究了降雨强度和初始解冻深度对解冻期黄绵土坡面降雨侵蚀的影响。试验处理包括3个降雨强度(0.6,0.9,1.2mm/min)和4个初始解冻深度(0,2,4,6cm)。结果表明:在不同的初始解冻深度下,雨强由0.6 mm/min增加到1.2 mm/min时,坡面产流量增加了2.79~3.63倍;相同降雨条件下,坡面产流量随着初始解冻深度的增加大致呈逐渐增加趋势;相同初始解冻深度下,雨强由0.6mm/min增加到1.2mm/min时,坡面产沙量增加了0.78~4.22倍;随着初始解冻深度的增加,不同降雨强度下的坡面产沙量变化规律较为复杂,但是当雨强和初始解冻深度均增加时,坡面产沙量增加,这表明降雨强度、初始解冻深度对坡面产沙量的影响存在交互作用。经分析后发现,坡面产流量主要受降雨强度的影响,而坡面产沙量主要受降雨强度、降雨强度—解冻深度交互作用的影响。根据试验数据,分别建立了坡面产流量与降雨强度的经验关系式以及坡面侵蚀量与降雨强度、降雨强度—解冻深度交互作用的经验关系式。该研究成果期望为完善土壤侵蚀机理研究提供一定的参考依据。
  • 【期刊】 季节性冻融作用对黑土坡面磷素流失的影响

    刊名:水土保持学报 作者:范昊明 ; 黄东浩 ; 周丽丽 ; 靳丽 关键词:季节性冻融作用 ; 水土流失 ; ; 黑土 机构:沈阳农业大学水利学院 ; 沈阳农业大学水利学院 年份:2014
    摘要:以降雨为侵蚀营力,研究季节性冻融作用对黑土坡面磷素流失的影响。结果表明:地表径流总磷(TP)浓度变化与初始含水率表现出较好的正相关关系,初始含水率越大,地表径流TP浓度越大,而泥沙中速效磷(AP)浓度呈现相反趋势;随着初始含水率的增加,径流前期至中期地表径流TP浓度越高,但最终稳定在0.068mg/L左右;速效磷背景值(APb)与地表径流TP和泥沙AP浓度呈正相关关系;随着APb的增大坡面径流TP流失比率整体呈现增大的趋势,而泥沙中AP浓度变化比较平缓,在整个产流过程中,泥沙中AP流失比率平均波动范围为42%~47%;冻融坡面累积径流量与累积径流TP量和累积泥沙量与泥沙中AP量均具有良好的线性关系。
  • 【期刊】 春季解冻期降雨对黑土坡面侵蚀影响研究

    刊名:水土保持学报 作者:刘佳 ; 范昊明 ; 周丽丽 ; 武敏 ; 柴宇 ; 刘艳华 关键词:冻融侵蚀 ; 人工降雨 ; 雨强 ; 解冻深度 ; 春季解冻期 机构:沈阳农业大学水利学院 ; 沈阳农业大学水利学院 年份:2009
    摘要:为开展我国东北地区关于冻融作用对春季降雨与未完全解冻土壤侵蚀关系的定量研究,对东北黑土室外冻结,室内表层融化下部冻结,在此冻融条件下对其进行室内模拟降雨试验,研究了春季解冻期黑土在不同含水率、不同解冻深度及降雨量条件下的侵蚀特征。结果表明:在春季解冻期,由于冻融作用,黑土坡面土壤解冻不完全、渗透能力差,此时降雨的侵蚀能力较强,导致这一时期坡面土壤侵蚀严重,土壤坡面侵蚀量受到含水率、降雨强度和解冻深度等因子的综合影响,并随三者变化呈现不同的侵蚀规律。
  • 【期刊】 季冻区土质边坡滑动界面临界深度的试验研究

    刊名:岩土力学 作者:程永春 ; 葛琪 ; 何锋 关键词:土质边坡滑移 ; 冻融模拟试验 ; 土体损伤系数 机构:吉林大学交通学院 ; 吉林大学交通学院 年份:2010
    摘要:为研究季节冰冻区土质边坡春融期常发生的浅层滑坡灾害,考虑盐水冰点低于水的冰点这一物理特性,设计了模拟土坡内部冻融界面的试验方法。比较了在不同含水率时,经冻融循环后土质边坡滑动面的临界深度,验证了在冻融界面上土质边坡的破坏形态,根据试验结果拟合了符合本文土样条件的土质边坡滑动面临界深度的损伤模型。分析表明,冻融循环后,随含水率和冻融循环次数的增加,边坡滑动破坏的临界深度值逐渐减小,经对试验数据拟合提出的临界深度随冻融循环损伤模型,可为季节冰冻区的边坡设计提供参考。
  • 【期刊】 冻融条件下土壤可蚀性对坡面氮磷流失的影响

    刊名:农业工程学报 作者:成玉婷[1] ; 李鹏[1] ; 徐国策[1] ; 李占斌[1,2] ; 王添[1] 关键词:土壤含水率 ; 侵蚀 ; ; ; 冻融 ; 土壤可蚀性 机构:[1]西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地 ; [1]西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地 ; [2]中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室 年份:2017
    摘要:冻融作用与水力侵蚀的复合作用更容易使土壤发生侵蚀,进而加剧土壤养分的流失,为了揭示冻融作用下土壤可蚀性对坡面养分流失的影响,该文采用室内模拟降雨试验,研究了不同土壤含水率(SWC)下坡面的降雨产流产沙及养分流失特征,并分析了土壤可蚀性对坡面全氮(TN)和全磷(TP)流失的影响。结果表明:产流率与产沙率之间呈现正线性相关关系,相关方程斜率的绝对值可作为土壤可蚀性指标。径流中氮磷的流失主要受径流率控制,受土壤可蚀性影响较小(P>0.05);而土壤可蚀性显著影响着泥沙中氮磷和总的氮磷流失(P<0.01)。土壤可蚀性对黄土坡面氮素流失的影响与冻融作用有关,而土壤可蚀性对坡面磷素流失的影响与冻融作用无关,磷素的流失随着土壤可蚀性增加而增加。因此,在黄土地区,应当采取一系列的生态建设措施来控制水土流失,降低土壤可蚀性,从而减少坡面养分的流失。该研究结果为冻融条件下黄土坡面水-土和氮磷等养分流失机制提供了有效指导。
  • 【期刊】 冻融条件下土壤可蚀性对坡面氮磷流失的影响

    刊名:农业工程学报 作者:成玉婷;李鹏;徐国策;李占斌;王添; 关键词:土壤含水率;;侵蚀;;氮;;磷;;冻融;;土壤可蚀性 机构:西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地 ; 西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地 ; 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室 年份:2017
    摘要:冻融作用与水力侵蚀的复合作用更容易使土壤发生侵蚀,进而加剧土壤养分的流失,为了揭示冻融作用下土壤可蚀性对坡面养分流失的影响,该文采用室内模拟降雨试验,研究了不同土壤含水率(SWC)下坡面的降雨产流产沙及养分流失特征,并分析了土壤可蚀性对坡面全氮(TN)和全磷(TP)流失的影响。结果表明:产流率与产沙率之间呈现正线性相关关系,相关方程斜率的绝对值可作为土壤可蚀性指标。径流中氮磷的流失主要受径流率控制,受土壤可蚀性影响较小(P>0.05);而土壤可蚀性显著影响着泥沙中氮磷和总的氮磷流失(P<0.01)。土壤可蚀性对黄土坡面氮素流失的影响与冻融作用有关,而土壤可蚀性对坡面磷素流失的影响与冻融作用无关,磷素的流失随着土壤可蚀性增加而增加。因此,在黄土地区,应当采取一系列的生态建设措施来控制水土流失,降低土壤可蚀性,从而减少坡面养分的流失。该研究结果为冻融条件下黄土坡面水-土和氮磷等养分流失机制提供了有效指导。
  • 【专利】 一种冻土路基坡面的降温结构以及降温用的空心层叠结构

    作者:俞祁浩 年份:2018
    摘要:本发明涉及一种冻土路基坡面的降温结构以及降温用的空心层叠结构,该降温结构由内部中空且两端开口的长条状水泥布壳层(1)在支撑部件的辅助下立体化成型,然后经浇水、固化成型、拆除支撑部件使其两端通透得到。本发明有效利用了水泥布遇水前具有柔软性质、遇水后快速固结成型的特点,将其按照本发明特定的具体构造预制后与支撑部件配合使用,进而形成冻土路基坡面降温用的空心层叠结构。本发明降温结构方便运输和装卸、运输成本低,施工过程简单、快速、高效,并且对流换热结构发生根本改变,使得施工质量高、换热效能大幅提高,克服了现有路基坡面降温工程措施在实际工程应用中的致命缺陷并降低了降温调控的整体成本。