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题名兰州地区堆填黄土微观孔隙结构特征
被引量：1
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作者
王之君
马彦杰
张座雄
刘兴荣
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机构
兰州理工大学能源与动力工程学院
兰州理工大学白银新材料研究院
甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第7期2703-2711,共9页
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基金
国家自然科学基金(42167043)
甘肃省重点研发计划(20YF8ND141)
+1 种基金
甘肃省科学院重点科技研发项目(2023ZDYF-03)
甘肃省科学院重大专项项目(2024ZDZX-02)。
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文摘
兰州地区开展平山造地工程产生了大量黄土堆填场,因其压实度低,缺乏必要防护,导致黄土洞穴、滑坡等地质灾害广泛发育,具有较大安全隐患。通过扫描电镜和Image J软件对不同含水率原状堆填黄土的孔隙微观结构进行定量研究,结合分形理论,获取了不同含水率下堆填黄土的孔隙类型、数量、面积、分维数变化规律,并初步分析了孔隙结构与黄土湿陷、洞穴发育的动态关系。结果表明:堆填黄土随含水率增大,大、中架空孔隙数量、面积占比逐渐减小,而小架空孔隙数量占比虽有所下降,但面积占比呈增大趋势,大、中架空孔隙坍塌是其产生湿陷变形的主要原因;堆填黄土的孔隙分维数与含水率呈线性负相关关系,与湿陷性呈正相关关系,原状堆填黄土平均孔隙分维数为1.251;基于黄土堆填场洞穴发育特点,提出应从修建排水沟渠、加固洞穴、边坡防护等3方面进行防护处理。研究成果可为兰州堆填黄土区工程建设及地质灾害防治研究提供理论支撑。
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关键词
堆填黄土
孔隙结构
扫描电镜
黄土湿陷
分形理论
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Keywords
landfill loess
pore structure
SEM
loess collapsibility
fractal theory
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分类号
P642.13
[天文地球—工程地质学]
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题名降雨冲刷条件下含水率变化对堆填黄土沟床侵蚀的影响
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作者
王之君
马彦杰
刘兴荣
黄金燕
李启润
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机构
兰州理工大学能源与动力工程学院
甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所
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出处
《中国水土保持科学》
CSCD
北大核心
2024年第5期31-40,共10页
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基金
国家自然科学基金“黄河上游沙漠泥流水沙耦合成灾机理与优化模型研究”(42167043)
甘肃省科学院重点科技研发项目“群发型泥石流灾害放大效应及综合防治技术研究”(2023ZDY F-03)
甘肃省科学院重大专项项目“甘肃南部山区溃决型泥石流形成、演化机制及防治关键技术”(2024ZDZ X-02)。
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文摘
黄土区城市建设造就大量堆填黄土场地,受极端降雨作用影响,水土流失严重。为探究含水率变化对土壤侵蚀的影响,本研究基于野外调查,采用室内直槽概化模型试验,开展堆填黄土沟床模拟降雨冲刷试验研究。结果表明:1)堆填黄土沟床侵蚀过程以水力侵蚀和重力侵蚀交互作用为主。随土体含水率增加,堆填黄土易湿陷、液化,水力侵蚀作用增强;2)沟床侵蚀发育过程中土体含水率和孔隙水压力两者变化规律呈现明显的一致性,土体失稳、侵蚀破坏前后出现大幅度波动,是土体结构破坏及侵蚀滑塌的关键因素;3)随前期降雨引起土体含水率增加,土体抗剪强度下降,水流冲刷沟床易侵蚀破坏,沟床侵蚀速率增大,溯源侵蚀演化速度加快。该研究表明前期降雨引起含水率变化在土壤侵蚀中的影响显著,可为工程堆积体水土流失和土壤侵蚀等研究提供参考。
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关键词
堆填黄土
侵蚀机理
体积含水率
孔隙水压力
模型试验
前期降雨
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Keywords
loess landfill
erosion mechanism
volume water content
pore water pressure
model test
previous rainfall
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分类号
P642.13
[天文地球—工程地质学]
S157
[农业科学—土壤学]
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