W-OH材料对砒砂岩表层土壤结构的影响研究
发布时间：2021-07-20 10:39
砒砂岩区是我国水土流失问题最严重的区域之一。经过多年探索,相关研究人员研发出W-OH—一种水溶性聚氨酯,具备水溶性、速凝性、渗透性、环保性等优良属性。有初步研究表明该材料可显著改善砒砂岩坡面的侵蚀状况,但相关机理仍在探索中。本文使用扫描电子显微镜（SEM）进行了砒砂岩表层土壤结构微形态观测试验,观察了砒砂岩的孔隙形态、大小、分布,颗粒形态、大小、排列、分布,以及颗粒接触程度、颗粒粘结形式等;采用土壤静水崩解标准方法展开了砒砂岩结构水稳定性试验,测算了施加不同浓度W-OH溶液的砒砂岩土块的水稳性指数;在前人研究基础上改良了室内模拟边坡,开展了砒砂岩边坡冲刷试验,对施加不同浓度W-OH溶液的砒砂岩坡面的产流产沙情况进行了测算、比较,改良了砒砂岩坡面剥蚀率试验,通过拟合“断面剥蚀率-断面位置”的函数,估算了坡面平均剥蚀率,并对施加不同浓度W-OH溶液的砒砂岩坡面的剥蚀率进行了测算、比较。本文从微观的砒砂岩岩体表层形态变化、介观的砒砂岩颗粒水稳性变化、表观的砒砂岩坡面抗蚀性变化三个层面,考察W-OH材料对砒砂岩表层土壤结构的影响。试验结果表明:1)W-OH材料改造了砒砂岩颗粒的表面结构:添加W...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
团聚体水稳性试验装置
第二章材料和方法13（2-1）表2-3团聚体水稳性试验每分钟校正系数崩解时间段校正系数0~1min5%1~2min15%2~3min25%3~4min35%4~5min45%5~6min55%6~7min65%7~8min75%8~9min85%9~10min95%>10min100%在10min内没有分散的土粒的水稳性指数为100%，水稳性指数按下列公式计算：=∑+式中：——第i分钟分散的土粒数量；——10分钟后未分散的土粒数量；——第i分钟校正系数；A——供试土粒总量，一般为50粒。2.4SEM观察试验2.4.1试验取样在冲刷试验完成后，保留坡面，轻轻挖取10cm×10cm×10cm的土块，先置于室内阴干48h，然后放入烘箱中维持温度在105℃条件下持续烘干24h，烘干后采用锯条和手动结合的方式，将样品逐渐切割到10mm见方的试样，全程轻微操作，不破坏样品原有结构。SEM观测样品如图2-2所示。图2-2SEM观测样品
第二章材料和方法172.5.2试验装置室内模拟坡面冲刷试验在江苏省绿材谷新材料科技发展有限公司试验大厅进行。试验装置系统分为贮水池、进水泵、溢流箱体、冲刷水槽、排水口、取样桶、水槽支架等部分。进水泵为0~6L/min量程的蠕动泵，由江苏省科学器材公司提供，型号为纽凯BT6003-KZ25型高精度蠕动泵。冲刷水槽和溢流箱体，参照南京土壤所等机构使用的标准水槽设计[67,82]，并结合预实验情况加以改造。试验土槽为初始坡度8.8%的钢质槽，槽身尺寸为4.21m（长）×0.3m（宽）×0.3m（高），槽体前端连接有无缝衔接的溢流箱，溢流箱尺寸为0.5m（长）×0.3m（宽）×0.5m（深）。试验土槽如图2-3所示。由于预试验结果表明，在坡脚取样所得的剥蚀率数据不能代表全坡面剥蚀率。因而，在本次试验中，相较于原版本在坡脚设置了土样室，本装置取消了原有的土样室，不再以固定断面的剥蚀率评判整个坡面的剥蚀率，改为在1m、2m、3m、4m断面处取样，经过曲线拟合、测算后得坡面平均剥蚀率。试验装置图2-4所示。2.5.3试验方法及数据采集为了保证试验时流量准确达到设计要求，每次冲刷试验展开前，对蠕动泵出流量进行率定，待流量稳定准确后开始进水。为了保证坡面尽可能模拟自然边坡，坡面先铺上图2-3室内模拟边坡试验土槽图2-4室内模拟边坡冲刷系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of rainfall patterns on runoff and rainfall-induced erosion[J]. Morteza Alavinia,Farzin Nasiri Saleh,Hossain Asadi. International Journal of Sediment Research. 2019(03)
[2]W-OH砒砂岩固结体干湿循环特性及其细观机理[J]. 马雯波,丁哲,吴智仁,梁止水,杨才千. 水土保持通报. 2018(06)
[3]细沟发育与形态特征研究进展[J]. 沈海鸥,郑粉莉,温磊磊. 生态学报. 2018(19)
[4]水溶性聚氨酯改良砒砂岩的水理性能试验研究[J]. 张俊魁,高海鹰,梁止水. 水土保持通报. 2018(01)
[5]新型水溶性聚氨酯对紫色土坡面产流产沙的影响[J]. 朱秀迪,丁文峰,张冠华,李清溪,王强. 长江科学院院报. 2018(01)
[6]不同改良措施下砂质土壤肥力的微形态评价——以内蒙古科尔沁沙地为例[J]. 刘颖,王数,张凤荣,吕贻忠,李珍珍,毛率垒,任娜欧. 土壤. 2017(05)
[7]黄土坡面细沟侵蚀研究进展与展望[J]. 赵龙山,侯瑞,吴发启. 中国水土保持. 2017(09)
[8]W-OH与砒砂岩固结体力学性能研究[J]. 梁止水,杨才千,吴智仁. 人民黄河. 2016(06)
[9]砒砂岩固结体防水抗蚀及紫外耐久性能研究[J]. 梁止水,吴智仁,杨才千,姚文艺,邓琳. 人民黄河. 2016(06)
[10]新型亲水性聚氨酯对砒砂岩边坡抗降雨侵蚀的影响[J]. 王其东,高海鹰,梁止水,杨吉山,姚文艺,肖培青. 水土保持学报. 2016(03)
博士论文
[1]沙棘柔性坝水土保持生态效应与机理研究[D]. 杨方社.西安理工大学 2009
[2]坡面水蚀输沙动力过程试验研究[D]. 王瑄.西安理工大学 2008
[3]PAM增加入渗减少土壤侵蚀及稀土元素示踪土壤侵蚀过程的试验研究[D]. 唐泽军.中国农业大学 2002
硕士论文
[1]W-OH砒砂岩固结体干湿循环特性及其细观机理研究[D]. 丁哲.湘潭大学 2018
[2]片沙覆盖黄土坡面水蚀过程研究[D]. 谢林妤.西北农林科技大学 2017
[3]紫色土坡耕地耕层结构稳定性及对抗蚀性影响[D]. 黄新君.中国农业科学院 2017
[4]黄土坡面细沟侵蚀过程试验研究[D]. 刘俊体.北京林业大学 2013
[5]典型黑土区水土保持林土壤结构与可蚀性研究[D]. 史长婷.东北林业大学 2010
[6]黄土坡面土壤侵蚀—搬运过程试验研究[D]. 汪晓勇.西北农林科技大学 2008
[7]黄土地区表层土壤结构状况与效应研究[D]. 张同娟.西北农林科技大学 2007
[8]黄土高原土壤结构性状及影响因素分析[D]. 王益.西北农林科技大学 2005
[9]紫色土坡面土壤侵蚀预测模型应用研究[D]. 陈晓燕.西南农业大学 2003
[10]陡坡薄层水流侵蚀动力过程试验研究[D]. 鲁克新.西安理工大学 2001
本文编号：3292670
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
团聚体水稳性试验装置
第二章材料和方法13（2-1）表2-3团聚体水稳性试验每分钟校正系数崩解时间段校正系数0~1min5%1~2min15%2~3min25%3~4min35%4~5min45%5~6min55%6~7min65%7~8min75%8~9min85%9~10min95%>10min100%在10min内没有分散的土粒的水稳性指数为100%，水稳性指数按下列公式计算：=∑+式中：——第i分钟分散的土粒数量；——10分钟后未分散的土粒数量；——第i分钟校正系数；A——供试土粒总量，一般为50粒。2.4SEM观察试验2.4.1试验取样在冲刷试验完成后，保留坡面，轻轻挖取10cm×10cm×10cm的土块，先置于室内阴干48h，然后放入烘箱中维持温度在105℃条件下持续烘干24h，烘干后采用锯条和手动结合的方式，将样品逐渐切割到10mm见方的试样，全程轻微操作，不破坏样品原有结构。SEM观测样品如图2-2所示。图2-2SEM观测样品
第二章材料和方法172.5.2试验装置室内模拟坡面冲刷试验在江苏省绿材谷新材料科技发展有限公司试验大厅进行。试验装置系统分为贮水池、进水泵、溢流箱体、冲刷水槽、排水口、取样桶、水槽支架等部分。进水泵为0~6L/min量程的蠕动泵，由江苏省科学器材公司提供，型号为纽凯BT6003-KZ25型高精度蠕动泵。冲刷水槽和溢流箱体，参照南京土壤所等机构使用的标准水槽设计[67,82]，并结合预实验情况加以改造。试验土槽为初始坡度8.8%的钢质槽，槽身尺寸为4.21m（长）×0.3m（宽）×0.3m（高），槽体前端连接有无缝衔接的溢流箱，溢流箱尺寸为0.5m（长）×0.3m（宽）×0.5m（深）。试验土槽如图2-3所示。由于预试验结果表明，在坡脚取样所得的剥蚀率数据不能代表全坡面剥蚀率。因而，在本次试验中，相较于原版本在坡脚设置了土样室，本装置取消了原有的土样室，不再以固定断面的剥蚀率评判整个坡面的剥蚀率，改为在1m、2m、3m、4m断面处取样，经过曲线拟合、测算后得坡面平均剥蚀率。试验装置图2-4所示。2.5.3试验方法及数据采集为了保证试验时流量准确达到设计要求，每次冲刷试验展开前，对蠕动泵出流量进行率定，待流量稳定准确后开始进水。为了保证坡面尽可能模拟自然边坡，坡面先铺上图2-3室内模拟边坡试验土槽图2-4室内模拟边坡冲刷系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of rainfall patterns on runoff and rainfall-induced erosion[J]. Morteza Alavinia,Farzin Nasiri Saleh,Hossain Asadi. International Journal of Sediment Research. 2019(03)
[2]W-OH砒砂岩固结体干湿循环特性及其细观机理[J]. 马雯波,丁哲,吴智仁,梁止水,杨才千. 水土保持通报. 2018(06)
[3]细沟发育与形态特征研究进展[J]. 沈海鸥,郑粉莉,温磊磊. 生态学报. 2018(19)
[4]水溶性聚氨酯改良砒砂岩的水理性能试验研究[J]. 张俊魁,高海鹰,梁止水. 水土保持通报. 2018(01)
[5]新型水溶性聚氨酯对紫色土坡面产流产沙的影响[J]. 朱秀迪,丁文峰,张冠华,李清溪,王强. 长江科学院院报. 2018(01)
[6]不同改良措施下砂质土壤肥力的微形态评价——以内蒙古科尔沁沙地为例[J]. 刘颖,王数,张凤荣,吕贻忠,李珍珍,毛率垒,任娜欧. 土壤. 2017(05)
[7]黄土坡面细沟侵蚀研究进展与展望[J]. 赵龙山,侯瑞,吴发启. 中国水土保持. 2017(09)
[8]W-OH与砒砂岩固结体力学性能研究[J]. 梁止水,杨才千,吴智仁. 人民黄河. 2016(06)
[9]砒砂岩固结体防水抗蚀及紫外耐久性能研究[J]. 梁止水,吴智仁,杨才千,姚文艺,邓琳. 人民黄河. 2016(06)
[10]新型亲水性聚氨酯对砒砂岩边坡抗降雨侵蚀的影响[J]. 王其东,高海鹰,梁止水,杨吉山,姚文艺,肖培青. 水土保持学报. 2016(03)
博士论文
[1]沙棘柔性坝水土保持生态效应与机理研究[D]. 杨方社.西安理工大学 2009
[2]坡面水蚀输沙动力过程试验研究[D]. 王瑄.西安理工大学 2008
[3]PAM增加入渗减少土壤侵蚀及稀土元素示踪土壤侵蚀过程的试验研究[D]. 唐泽军.中国农业大学 2002
硕士论文
[1]W-OH砒砂岩固结体干湿循环特性及其细观机理研究[D]. 丁哲.湘潭大学 2018
[2]片沙覆盖黄土坡面水蚀过程研究[D]. 谢林妤.西北农林科技大学 2017
[3]紫色土坡耕地耕层结构稳定性及对抗蚀性影响[D]. 黄新君.中国农业科学院 2017
[4]黄土坡面细沟侵蚀过程试验研究[D]. 刘俊体.北京林业大学 2013
[5]典型黑土区水土保持林土壤结构与可蚀性研究[D]. 史长婷.东北林业大学 2010
[6]黄土坡面土壤侵蚀—搬运过程试验研究[D]. 汪晓勇.西北农林科技大学 2008
[7]黄土地区表层土壤结构状况与效应研究[D]. 张同娟.西北农林科技大学 2007
[8]黄土高原土壤结构性状及影响因素分析[D]. 王益.西北农林科技大学 2005
[9]紫色土坡面土壤侵蚀预测模型应用研究[D]. 陈晓燕.西南农业大学 2003
[10]陡坡薄层水流侵蚀动力过程试验研究[D]. 鲁克新.西安理工大学 2001
本文编号：3292670
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