《黃土溝坡重力侵蝕過程現場試驗研究》是依託大連理工大學,由徐向舟擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：黃土溝坡重力侵蝕過程現場試驗研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐向舟
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以黃土溝壑區為例，研究次降雨事件中溝坡重力侵蝕過程，對於該地區的防災減災和可持續發展具有重大現實意義。研究擬在現場調查的基礎上，概化出能夠發生重力侵蝕的黃土溝坡特徵地貌；按照該地貌特徵，在黃土高原現場切出一系列坡面。然後，通過現場降雨模擬試驗，模擬研究不同降雨條件下多種高度、坡度組合條件下黃土溝坡的重力侵蝕的過程；探索其發生機理，並提出相應的防治措施。本項目可實現在不破壞黃土節理的前提下對原型溝坡的重力侵蝕過程進行現場試驗模擬，獲得比室內模型試驗更為可靠的結果；用人工模擬降雨的手段克服重力侵蝕隨機性造成的定點觀測困難，可在短期內獲得大量數據；運用已有的成熟的模型試驗觀測技術，實現溝坡重力侵蝕過程現場試驗的定量、動態觀測。相關研究成果可為黃土溝壑區重力侵蝕的模型試驗和數學模型模擬提供驗證和對比依據，為今後同種以及其它相似類型的地質體的研究和治理提供理論參考依據、思路方法和試驗觀測手段。
結題摘要
在黃土高原地區，崩塌、滑坡等重力侵蝕已經對當地人民的生命財產安全構成嚴重威脅，而且重力侵蝕是黃土高原小流域水土流失重要來源，因此研究溝坡重力侵蝕問題是實現黃土地區防災減災和可持續發展的重要途徑。首先，通過歷史資料查閱和現場考察，全面統計、分析黃土高原發生的災害性崩滑事件。現場調查結果表明，1980年以來在中國黃土高原地區降雨是大型滑坡發生的主要誘發因素，與此相關的滑坡事件占總數的45%；與人類活動、凍融和地震因素相關的滑坡，分別占28%、25%和1%，且人類活動對滑坡的影響呈上升趨勢。然後，在易於發生重力侵蝕的黃土高原典型小流域——陝西六道溝進行溝坡重力侵蝕過程的降雨模擬現場試驗，對9種不同坡度、坡高、雨強組合的初始地形、每組地形每隔12h連續降雨六次，觀測歷次降雨中原狀黃土溝坡重力侵蝕過程。試驗結果表明：（1）自主設計研發的地貌儀與可移動實驗室的結合實現了坡度大於70°的未擾動原狀極陡溝坡重力侵蝕過程現場觀測，克服了環境光和風力對試驗觀測的影響。（2）在大於或等於70度的黃土陡坡上、次降雨量為54mm時，每組地形6次降雨後的重力侵蝕總量約為水力侵蝕總量的2倍，且重力侵蝕多在短時間內發生，因而更加危險。因此，溝坡的水土保持應以重力侵蝕防治為重點。（3）線型、凸弧形和上凹弧型崩滑面的重力侵蝕發生頻率對坡高變化較為敏感，其對坡高的敏感係數分別為7.78、48.00和11.89，而下凹弧型崩滑面的重力侵蝕發生頻率對坡度變化更為敏感，其對坡度的敏感係數為11.20。（4）對於同樣坡度、坡高的溝坡地形在同樣降雨條件下，歷次降雨中現場試驗的次降雨重力侵蝕總量和單次最大重力侵蝕量都比模型試驗值小，這主要是因為現場試驗下墊面土壤的硬度、容重大於模型試驗中手工拍實地形硬度和容重。另外，採取試驗現場提取的溝坡表層黃土，在實驗室內加水重塑，採用直剪快剪實驗方法研究溝坡土體抗剪強度特性，結果表明，乾密度對抗剪強度影響顯著。對黏聚力來說，乾密度和含水量的敏感係數均值分別為4.19和0.74；對內摩擦角來說，乾密度和含水率的敏感係數均值分別為2.20和0.04。最後，根據試驗和調查的結果，提出一種生物與工程相結合的針對黃土高原小流域和偏遠農村地區重力侵蝕綜合治理方案。本項目研究成果可以對科學地指導水土保持措施配置，為防災減災及減少泥沙入黃量提供重要的借鑑意義。
