黄土丘陵区沟道阶梯状边坡稳定性及防蚀机理研究

发布时间：2017-04-27 02:03

  本文关键词：黄土丘陵区沟道阶梯状边坡稳定性及防蚀机理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：黄土高原是世界上黄土覆盖面积最大的区域,位于我国中部偏北,盆地和河谷农垦历史悠久,是中国古代文化的摇篮,同时也是现代人类活动的主要聚集地之一。但是受到独特地形地貌的影响,黄土高原地区经济发展农业生产都受到了制约。为了合理利用黄土沟道土地,延安市自2010以来,开展沟道土地整治工程,工程建设中利用机械开挖沟道边坡,将边坡修筑为阶梯状,将开挖产生的土体回填沟道作为耕地用土。由此造成了大量裸露黄土坡面,同时这种对地貌的改造造成了新的水土流失和地质灾害。2013年延安特大暴雨后,各个沟道边坡都有不同程度的损毁,包括坡面在水作用下的侵蚀和边坡的整体滑塌。在此背景下通过对延安地区沟道阶梯状边坡的调查,并在室内进行了边坡人工模拟降雨及放水试验,对边坡各项水土保持措施效益进行定量分析,同时在野外选定试验点,利用野外模拟入渗试验及Slide软件对边坡稳定性进行研究分析。通过本文的研究,主要得到了以下几点结论:(1)研究表明降雨强度是沟道阶梯状边坡土壤侵蚀的主要影响因素。降雨因素对延安地区沟道阶梯状边坡的土壤侵蚀发育具有显著性影响。室内试验表明,相同雨量条件下,大雨强导致的模型侵蚀发育的速度要明显高于较小雨强下的侵蚀发育速度,同时大雨强下的侵蚀发育的现象与小雨强下有明显的差异;存在临界雨强范围使得侵蚀发生显著性变化。(2)证明了坡顶截排水措施具有显著的保护沟道阶梯状边坡的作用。用于拦蓄上部坡面汇水的截排水措施,能有效的将径流排导,减少径流对坡面的冲刷,极大的降低了坡面侵蚀发育的速度,同时避免水分过多的进入阶梯状边坡坡体,减少了边坡土体水分含量,使得土体强度的减弱变缓,维护了边坡的整体稳定性。(3)揭示了阶梯状边坡平台面反坡措施具有两面性。阶梯状边坡平台面反坡措施能够有效的减少水沙从坡面向下迁移。反坡措施有效的将坡面产生的泥沙淤积于下级反坡坡脚,同时减缓径流流速,使得径流滞留于阶梯状边坡平台面上,增加了入渗时间,减少了径流总量,同时提高了边坡土壤水分含量。边坡土壤水分含量的提高,一方面给予了边坡植被覆盖的有利水分条件,但另一方面降低边坡土体的整体强度,使得边坡安全性系数锐减,增加了边坡整体及局部滑塌的风险。(4)研究发现在仅受到水分入渗导致的坡体强度减弱的影响下,单级坡体很难出现整体滑塌的现象。在对延安市沟道边坡野外观测及石家河试验点的试验中发现,沟道边坡出现大范围整体滑塌的现象并不常见,通常为阶梯状边坡的局部滑塌,范围较小,滑坡面宽度通常不超过10m;在试验点边坡的试验中发现,边坡整体处于稳定状态,在仅受到水分入渗导致的坡体强度减弱的影响下,边坡稳定性依旧处于较高水平,单级坡体很难出现整体滑塌的现象。
【关键词】：阶梯状边坡 水土保持 抗剪强度 边坡稳定性
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S157
【目录】：

• 摘要6-8
• abstract8-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 选题的背景、目的和意义12-14
• 1.1.1 选题的背景12-13
• 1.1.2 选题的目的和意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.2.1 人工开挖黄土边坡滑坡机理的研究14
• 1.2.2 土质边坡削切工程措施对坡体稳定性影响的研究14-16
• 1.3 当前研究存在的问题16-17
• 第二章 研究目标、内容与方法17-31
• 2.1 研究目标17
• 2.2 主要研究内容17
• 2.3 研究区概况17-20
• 2.4 试验材料与方法20-30
• 2.4.1 室内模拟人工降雨及放水试验20-22
• 2.4.2 野外模拟降雨入渗试验22-26
• 2.4.3 边坡稳定性分析26-30
• 2.5 研究技术路线30-31
• 第三章 室内人工模拟降雨及入渗试验31-37
• 3.1 降雨强度与产沙量的关系31-32
• 3.2 坡顶截排水措施对产沙量的影响32-33
• 3.3 阶梯状边坡平台坡度调整对产流产沙的影响33-36
• 3.4 结果分析36-37
• 第四章 野外模拟降雨入渗试验37-44
• 4.1 土壤入渗速率37-39
• 4.2 土壤抗剪强度39-41
• 4.3 结果分析41-44
• 第五章 边坡稳定性分析44-52
• 5.1 单级边坡稳定性分析44-46
• 5.2 多级边坡稳定性分析46-47
• 5.3 结果分析47-52
• 第六章 结论与展望52-55
• 6.1 主要结论52
• 6.2 研究展望52-55
• 参考文献55-60
• 致谢60-61
• 作者简介61-62
• 西北农林科技大学学历教育硕士学位授予信息表62

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本文编号：329666