紫色土坡耕地坎后土压力分布特征研究

发布时间：2020-04-29 14:00

【摘要】：紫色土坡耕地是三峡库区重要的耕地资源,占库区耕地面积的78%。紫色土坡耕地的开发利用与保护,关乎库区的粮食安全和生态安全。其中,“坡改梯”是库区坡耕地整治和中低产田开发利用的重要方式,但由于自然因素(坡度、土壤饱和与非饱和工况条件、土壤含水率等)和埂坎的修筑、开发利用中人为不合理的使用等,研究区内的埂坎存在崩塌、塌陷、水毁等现象。埂坎垮塌的实质是坎后土体的土压力超过了埂坎所能承受土体压力的极限状态。实践证明,要从根本上解决埂坎垮塌问题,必须研究埂坎稳定性参数。运用土体原位监测方法,采用土槽模拟和野外观测相结合的手段,以紫色土坡耕地埂坎为对象,研究坎后土体压力的分布特征,分析不同坎高情况下坎后土压力的垂直分布特征,运用M-K突变分析方法确定紫色土坡耕地随土层深度分布的突变点,探讨土壤水分(饱和工况与非饱和工况、含水率)、以及不同坡度等因素对坎后土压力分布的影响。主要结果如下:(1)不同坎高的坎后土压力的垂直分布随土层深度的增加呈非线性分布特征。土压力随埂坎的高度在土层上部随土层深度的增加而增加,当土层深度在坎高1/3~1/4左右时,土压力值达到最大,之后土压力值随土层深度的增加而减少,总体来看,坎后土压力分布呈现为“上小,下大”的曲线状,可以用二次曲线描述。(2)利用M-K方法对野外监测的坎高60 cm、70 cm、80 cm和140 cm的坎后土压力值进行了突变分析。结果表明,在95%的置信水平下4种坎高的土压力随土层深度的分布均存在临界点,但不同坎高的突变点位置不同,案例60cm坎高的突变点在10~15 cm处,70 cm、80 cm、140 cm坎高的突变点分别在10~15cm、10~20cm、30~50 cm之间。(3)土壤在饱和工况向非饱和工况转变时,坎后各土层的土体压力表现为随水分下渗时间不同而不同。坎后土压力变化明显滞后于土壤水分的入渗,且深度越深滞后的时间越长,坎后各土层的压力随时间呈现递减的规律。(4)土壤在不同含水率条件下,坎后土压力随土壤的含水率的变化而变化。坎后土压力随着含水率的降低而减小,当含水率波动越大时,其坎后土压力值的变化也越大。(5)坡度是坎后土体压力影响的重要因素。整体上,坡度20°下坎后土压力值大于坡度15°。同层土体的压力值在两种坡度下具有差异性,在土层10 cm、50 cm和70 cm处有显著性差异(P0.05),而在土层20 cm、30 cm、40 cm和60 cm处差异不显著(P0.05)。
【学位授予单位】：重庆师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S157.3

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