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1.
圆弧条分法是土坡稳定分析常用方法之一,但该方法假定各土条稳定性相等且与整个土坡相等,这种假定存在一定的不合理性,属于不严密的刚体极限平衡法。以简单土坡为研究模型,将圆弧条分法加以改进:假定土条间传递水平内力,考虑土条稳定性不等时,研究各土条间的传力规律,提出土坡稳定状态的判别条件,分析并推导出土坡稳定情况下,计算条间力大小的理论公式;并按照分合性原则和滑动系数的重量加权平均原则,推导了由土条稳定系数计算土坡稳定系数的理论公式。 相似文献
2.
人工草地覆盖条件下降雨入渗影响因素的实验研究 总被引：16，自引：5，他引：16
目前关于降雨入渗的研究很少同时探讨多种因素的影响及相应的定量关系，该文在植草坡地人工模拟降雨实验基础上，分析了人工草地盖度、雨强、土壤质地等因素对黄土坡面降雨入渗规律的影响。研究结果表明：当其他条件不变时，草地盖度越大，初始和稳定入渗率更高，入渗补给系数越大。在其他条件一定时，雨强越大，初始和稳定入渗率都越大，累积入渗量和入渗补给系数也更大。同等条件下黄绵土入渗性能优于土娄土。不同雨强下，黄绵土坡面降雨入渗率可最终表示为降雨历时和草地盖度的两参数函数；土娄土入渗率和累积入渗量均可表示为时间和草地盖度的两因素函数关系；黄绵土入渗补给系数可描述为草地盖度和雨强的两因素函数关系。 相似文献
3.
圆弧条分法是土坡稳定性分析的常用方法之一，但该法以假定各土条稳定性相等且与整个土坡相等为基础，属于不严密的刚体极限平衡法，存在一定的不合理性。以简单土坡为研究模型，运用改进条分法，研究了土坡失稳且土条问稳定性不等时，各土条问的传力特点、滑动规律及加速度协调条件；推导出了土坡失稳情况下，计算条间力大小及各土条稳定系数的理论公式。算例验证表明，这种方法不仅能准确分析整个土坡的稳定性，而且揭示了土坡内局部土条的稳定状态，对于实际施工具有重要参考价值。 相似文献
4.
《水土保持学报》2014,(3)
利用室内自动模拟降雨系统,以72mm/h的恒定雨强进行模拟降雨试验,并通过结合对模拟降雨后流失泥沙的养分进行定量分析,比较研究了降雨条件下3种发生类型土壤坡面上的泥沙流失特征及其养分富集效应,旨在揭示相同降雨条件下不同土壤类型坡面的泥沙流失规律以及其养分富集效应。结果表明:模拟降雨条件下,红壤坡面受降雨侵蚀最严重,产流排水率及径流泥沙浓度分别为棕壤与褐土坡面的1.21~1.61倍和1.02~8.90倍,泥沙流失量显著高于棕壤与褐土坡面;3种类型土壤坡面流失的泥沙均具氮、磷、钾富集效应,褐土坡面流失泥沙的氮、磷富集效应以及棕壤坡面流失泥沙的钾富集效应均大于其他土壤类型坡面,其中褐土坡面流失泥沙的氮、磷富集系数分别高出棕壤与红壤坡面14.27%~73.55%和6.56%~52.07%,棕壤坡面流失泥沙的钾富集系数高出褐土与红壤坡面55.83%~67.28%;棕壤坡面流失泥沙的氮富集系数与褐土坡面流失泥沙的磷、钾富集系数在整个模拟降雨过程中的变化幅度均显著高于其他2种类型土壤坡面;3种类型土壤坡面的泥沙流失量与其养分富集系数多呈显著(p0.05)到极显著(p0.01)负相关,通过对数方程可预测相同降雨条件下3种类型土壤坡面径流泥沙中的氮、磷、钾损失。 相似文献
5.
紫色土坡耕地不同规格土坎稳定性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
土坎稳定性对其发挥水土保持效益具有重要意义,分析紫色土坡耕地土坎规格对稳定性的影响可为三峡库区乃至长江上游紫色土区坡耕地整治、中低产田改造等工程中土坎规划设计和建造提供依据。根据野外调查结果,设定0. 8、1. 0、1. 2和1. 4 m 4种高度和50°、60°、70°和80°4种外边坡坡度共组合成16种规格土坎。通过直剪试验获取紫色土埂坎土壤抗剪强度参数,利用极限平衡分析法计算稳定性系数、响应面分析法建立稳定性系数与高度和外边坡坡度响应模型。结果表明:土坎外边坡坡度一定时,稳定性系数随高度增加呈非线性衰减;高度一定时,稳定性系数随外边坡坡度变陡总体呈降低趋势。总体来看,土坎高度和外边坡坡度对其稳定性的影响极为显著(P 0. 01),但二者的交互效应对稳定性的影响不显著。研究规格范围内,土坎潜在滑动面最不稳定的土体条块基底抗剪力均大于运动剪切力。土坎稳定性系数随着运动剪切力和右侧剪切力的增加呈降低趋势,而基底法向力和右侧法向力变化对土坎稳定性系数没有明显影响。结合紫色土坎的稳定性特征、三峡库区紫色土坡耕地的条件和农民耕作的便利性,土坎高为1. 0～1. 2 m,外边坡约60°较为适宜。 相似文献
6.
近藤观慈 《水土保持应用技术》1998,(2):5-8
锚固工程设计多采用极限平衡理论,以临界滑落面作为设计前程。推求临界滑落面时,采取以非圆弧滑落面为对象进行坡面稳定分析,在滑动体中,取一微小单元,解析受力条件,进行力平衡及力矩平衡计算。引入地形参数、物理参数,用动态设计法求得最小安全系数,确定锚固力大小及实施位置。研究结果表明,施工前后为固定滑落面所需锚固力不尽相同,为确保安全系数,要加大锚固力,同时临界滑落面的位置比施工前加深,采用Ｓｐｅａｃｅｒ法和动态设计法综合设计,方法可行。 相似文献
7.
边坡稳定逆算分析法之应用探讨 总被引：8，自引：2，他引：6
土壤的剪力强度为边坡稳定分析中最难掌握的因素之一,对于已确认滑动面之破坏边坡而言,若能以逆算分析法求取其剪力强度参数,将能更经济、有效地提供作为维护防治计划所需之资料。逆算分析法系假设边坡于破坏时之安全系数为 1,如此可得数组凝聚力 c值与内摩擦角φ值的组合,再依经验判断选取其中一组为设计用参数。以明潭水库地滑地之滑动破坏边坡为例,计算得其剪力强度参数为凝聚力 c =0.95t/m2,内摩擦角φ =2 5°。并与前人的研究试验结果比较相当合理,且能适切地诠释滑动边坡受地下水位变动的影响程度。故于缺乏实测参数的地区在进行边坡稳定或工程施设分析时,以逆算分析法计算应有相当之可信度。 相似文献
8.
工程地基边坡安全系数的计算是确保工程安全的重要环节。为此,以海西湾联合厂房填海造地工程为例,对软弱地质上填海造地工程的边坡,在施工期间采用快剪指标、施工结束后在地基未完全固结情况下进行圆弧滑动稳定计算,对其安全稳定系数进行了分析、总结,实践证明,采用快剪指标,则在设计过程中根据实际情况选用合适措施来满足最小安全稳定系数ks≥0.75,可以保证土坡在施工期和使用期的稳定性。 相似文献
9.
山地梯田埂坎设计探讨 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对土坡直滑动面的剖析,将其应用于梯田田坎的稳定分析,并通过回归分析给出了梯田埂坎少占地的目标函数的数学模型,从而使得梯田埂坎优化设计及实践应用成为可能。 相似文献
10.
基于SCS-CN模型的紫色土坡地径流预测 总被引：11，自引：6，他引：5
地表径流是引起坡面土壤侵蚀的主要动力,对降雨径流进行有效的预测,是紫色土坡地水土保持的基础。SCS-CN模型中的径流曲线数CN和初损系数λ作为主要输入参数对径流模拟精度有重要影响,但在应用于紫色土坡耕地模拟时,却很少进行坡度的调整,而坡度是影响降雨产流的重要因子。该文利用紫色土不同坡度的径流小区,选取2013年的5场降雨产流的实测数据,旨在分析紫色土坡耕地降雨产流量与地表坡度的关系,对现有的基于坡度修正的SCS-CN模型进行适用性评价,并在考虑降雨量影响的基础上对初损系数进行修正。结果表明,次降雨下径流量随坡度的增大而增大,并出现径流影响的临界坡度;经坡度修正后的模型在小降雨事件下的模拟精度较好,但强降雨条件下预测值比实测值均偏大,初损系数λ=0.2适用于紫色土坡地小降雨产流模拟,在强降雨条件下,λ值越大,模型模拟效果越好,当λ=0.3时,修正的模型在紫色土坡地径流模拟效果最理想,此时,模拟值与实测值的平均相对误差为7.42%,模型效率系数达到0.99。而基于坡度调整后的CN值对应坡度6.5°~25°依次为78.23、78.45、78.77、79.11、79.47。该研究结果可为紫色土丘陵区降雨径流预测及水土保持提供参考。 相似文献
11.
基于位移变化率和强度折减有限元的边坡失稳判定方法 总被引：2，自引：1，他引：1
采用强度折减有限元法计算边坡稳定时,以变形为基础的失稳判据具有显著的物理意义和工程意义。该文采用变步长的折减方法,基于位移变化率-强度折减系数曲线的转折突变作为失稳判据,并研究特征点的敏感性及选取范围。计算结果表明,当折减系数为1.42时,坡顶水平位移变化率、竖向位移变化率和总位移变化率均发生急剧性的转折。与位移相比,位移变化率-强度折减系数的曲线存在明显的转折突变,可更准确、明显地判断边坡稳定的安全度。至坡顶一定距离范围内的特征点,如位于非塑性区域且非滑动土体时,其位移变化率-强度折减系数的曲线发生转折突变,但曲线在转折点附近存在振荡现象。通过位移变化率计算得到的54个安全系数,平均值为1.420,变异系数为0.005 3,不同特征点根据水平位移变化率、竖向位移变化率和总位移变化率得到的安全系数基本一致。当特征点至坡顶的距离≤1倍坡高时,特征点的位移12 mm,且位移变化率均较大,此时特征点对位移变化率较敏感;当特征点至坡顶的距离1倍坡高时,特征点位移在5~18 mm之间,但位移变化率大幅度降低,此时特征点对位移变化率的敏感性大幅度降低。考虑边界约束的影响及特征点的敏感性,建议特征点的选取范围为:与坡顶距离为1倍坡高的范围。 相似文献
12.
滑转条件下星球车坡面通过性评估试验 总被引：1，自引：1，他引：0
星球车是执行深空探测任务的主要移动平台,针对星球表面崎岖地形地貌,开展滑转条件下星球车坡面沉陷研究,确保其安全通过性能具有重要意义。基于传统地面力学研究方法,以速度和坡度为试验因素,车轮滑转率和沉陷为试验指标,开展滑转条件下的缩比星球车坡面沉陷试验;分析了试验因素对各车轮滑转率影响,以及不同滑转率和速度条件下沉陷变化规律,建立了滑转率关于坡度的一元二次模型。结果表明,模型车前轮和中间轮的滑转率随速度和坡度变化趋势总体趋于一致,与后轮滑转率变化趋势明显不同。坡度为25°时,前轮和中间轮滑转率最大值达到92.3%,后轮相应的最大滑转率为61.8%。试验条件下,各车轮沉陷最大值分别为33.1 mm（前轮）、33.9 mm（中间轮）和13.6 mm（后轮）;当滑转率的范围为25%～60%时,前轮和中间轮沉陷增加的较为平缓,平均增加率为22.5%,对于后轮滑转率超过35%后,沉陷变化较小,波动范围为?1.3～1.8 mm;速度对各车轮沉陷的影响明显较滑转率的小,沉陷的相对变化率范围为?12.5%～10.7%。该研究可为低重力环境下星球车研制、坡面通过性评估提供参考。 相似文献
13.
辽西半干旱低山丘陵区人工林地表层土壤水文效应 总被引：6，自引：0，他引：6
以荒山为对照,对辽西半干旱低山丘陵区人工林地表层土壤水文效应进行了初步研究。结果表明,林地土壤容重以荆条纯林的最小,杨树纯林的最大;林地土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均是以荆条纯林的最大,杨树纯林的最小;林地表层土壤蓄水容量、有效蓄容、毛管持水量均高于荒山,以荆条纯林的最大,杨树的最小,其中蓄水容量位于701.8~1 328.4 t/hm2之间,有效蓄容位于41.2~411.6 t/hm2之间,毛管持水量位于660.6~916.8 t/hm2之间;林地表层土壤入渗能力较强,以荆条纯林的最大,杨树的最小,稳渗率位于0.03~6.11 mm/min之间,并与总孔隙度、非毛管孔隙度均呈显著正相关关系,林地表层土壤入渗速率与入渗时间存在良好的幂函数关系;林地表层土壤涵养水源和保持水土功能大小顺序为荆条纯林>山杏荆条混交林>樟子松封育纯林>华北落叶松纯林>油松荆条混交林>沙棘纯林>杨树纯林。 相似文献
14.
陕南土石山区坡改梯对坡面稳定性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
梯田是土石山区水土流失治理的主要措施。以陕南土石山区为研究对象,研究坡耕地改建成梯田后对坡面整体稳定性的影响,采用实地调查取样、室内试验和软件分析相结合的方法,分析了坡改梯前后梯田土层厚度、田坎坡度以及田面宽度对梯田坡面稳定性的影响。结果表明:（1）15°坡面修建梯田后坡面安全系数降低了45%,25°坡面修建梯田后坡面安全系数降低了73%,15°坡面修建梯田稳定性优于25°坡面;（2）在相同的坡长和坡度下,修建梯田后坡面安全系数与土层厚度成正比,与田坎坡度和田面宽度成反比。研究结果可为土石山区梯田的断面布局提供理论依据。 相似文献
15.
贺兰山云杉林根土复合体提高边坡稳定性分析 总被引：6，自引：4，他引：2
为了研究贺兰山青海云杉林(Picea crassifolia)边坡根土复合体对边坡稳定性的影响,该文在直剪试验、三轴试验等获得的土壤参数基础上,建立了基于有限元理论的贺兰山青海云杉林边坡稳定性计算数值模型,并在5种坡度条件下(18.43°、21.80°、26.57°、33.69°、45.00°)计算了无林边坡和有林边坡的安全系数、最大塑性应变、最大位移、破坏时间及它们的增长率随坡度的变化规律,并计算了土壤强度参数摩擦角、黏聚力、剪胀角与安全系数的灰色关联度矩阵和平均关联度。结果表明:1)无林边坡与有林边坡的安全系数随坡度的变化规律是一致的,都以幂函数递减。有林边坡相对于无林边坡安全系数的增长率以指数函数增加,且坡度越陡根土复合体对边坡稳定性的提高作用越强;2)根土复合体的存在可以延长边坡的破坏时间,有林边坡的破坏时间均高于无林边坡,根土复合体提高边坡破坏时间的增长率随坡度的增大呈抛物线增加,且坡度越陡提高作用越明显。边坡破坏时有无塑性贯通区会明显改变最大塑性应变、最大位移、破坏时间的值;3)摩擦角、黏聚力、剪胀角3个土壤强度参数中,黏聚力是影响边坡稳定的主导因素,摩擦角、剪胀角的影响次之,此规律不受边坡坡度的影响,这是根土复合体可以显著影响边坡稳定性的根本原因之一。该文的研究结果对于解释森林根土复合体加固边坡作用的本质、推进边坡稳定性计算的数值模拟、防治贺兰山浅层滑坡及水土流失灾害都具有重要的意义。 相似文献
16.
为了将水力作用下岩质边坡稳定性的评价方法与Barton-Bandis非线性破坏准则相结合,探讨了Barton-Bandis准则参数到Mohr-Coulomb准则参数转换的两种常用方法,并推导出了不同计算方法下边坡抗滑稳定性的表达式,然后进行算例分析。结果表明:直接利用JRC-JCS模型计算水力作用下边坡的稳定性是可行的;且在单因素影响下,边坡抗滑稳定性系数与裂隙水深h、坡高H和层面倾角α呈负相关,可分别用线性函数、幂函数来描述,而与JCS,JRC和φb呈正相关,可分别用对数、指数方程来描述;对于裂隙水深h而言,其对等效c,φ值的影响恰好相反,但均可用线性函数拟合,而临界裂隙水深hcr与JCS和JRC的关系分别符合对数、指数特征。 相似文献
17.
赣北红壤坡地土壤流失方程关键因子的确定 总被引：7，自引：2，他引：5
土壤流失方程是开展水土流失监测,指导水土流失防治的重要技术工具。针对红壤坡地土壤流失方程因子算法和取值研究薄弱的问题,基于野外径流小区观测资料,采用80%经验频率法确定了赣北红壤区侵蚀性降雨标准为降雨量10.0 mm、平均雨强1.3 mm/h、最大30 min雨强5.0 mm/h,区内次降雨侵蚀力采用总动能和最大30 min雨强乘积计算最佳。通过建立基于年降雨量的逐年侵蚀力简易算式,测算土壤可蚀性因子以及6种生物措施因子、5种工程措施因子取值,选定适宜的地形因子算式,构建了赣北红壤坡地土壤流失方程体系。经检验,模型能良好预报赣北红壤坡地多年平均土壤侵蚀强度;年际尺度预报的精度整体较高,但对于降雨较多年平均水平浮动较大或地表出现沟蚀等侵蚀类型时,预报精度将有所降低。有关因子的确定可为土壤流失方程在南方红壤坡地水土流失监测和水土保持规划中的应用提供技术支撑。 相似文献
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紫色土细沟水流输沙能力对近地表水流作用的响应 总被引：2，自引：0，他引：2
地表径流与近地表水流耦合作用会引发强烈的土壤侵蚀。输沙能力作为土壤侵蚀的关键参数之一,对完善近地表水流作用下的土壤侵蚀过程具有重要的理论意义。通过限定性细沟模拟试验,采用从底部供水的方式构建近地表水流,在此基础上测定了距弱透水层不同饱和深度(5、10、15 cm)与水力条件(3个流量2、4、8 L·min–1,3个坡度5°、10°、15°)下细沟水流的输沙能力,进一步采用多变量非线性方程分析流量、坡度、近地表水流饱和深度及其交互作用对细沟水流输沙能力的影响。结果表明,输沙能力随近地表水流饱和深度的增加而增大,且增大的速率逐渐减小,最终输沙能力趋于稳定。细沟水流输沙能力与流量、坡度及近地表水流饱和深度呈正相关关系,与坡度相比流量对输沙能力的影响作用更大。试验结果为明确地表径流与近地表水流耦合作用的土壤侵蚀机制提供了一定的理论基础与科学依据。 相似文献
20.
坡面薄层水流流速研究 总被引：2，自引：1，他引：1
准确测量坡面薄层水流流速是分析和计算水动力学参数的前提,也是建立土壤侵蚀模型的基础。设置5个坡度(5°,10°,15°,20°,25°)和4个放水流量(2,4,8,16L/min),采用长12m、宽0.1m、高0.3m的水槽对坡面薄层水流流速进行了测量。通过记录水流前锋(前沿)流过水槽的时间计算水流的前沿流速,并采用染色剂示踪法和电解质脉冲法测量水流的平均表层流速和平均流速,与前沿流速进行对比。结果表明:试验的前沿流速为0.237~1.290m/s,且随着坡度和流量的增大呈增大趋势,流量对前沿流速的影响大于坡度的影响,前沿流速可以用坡度和流量的幂函数形式进行预测;将前沿流速与染色剂示踪法测得的平均表层流速和电解质脉冲法测得的平均流速进行对比,发现前沿流速与平均表层流速和平均流速均具有良好的一致性,但平均表层流速的数值远大于前沿流速,其相对误差为-15.018%^-27.825%,2种流速之间可以用系数0.758进行转换;前沿流速与平均流速的数值非常接近,且相对误差随着流量和坡度的增大逐渐减小,2种流速之间的转换系数为0.946。前沿流速与其他2种流速的经验系数主要受雷诺数的影响,所建立的等式可以较好地模拟2种经验系数。研究结果可为坡面薄层水流流速的研究提供参考。 相似文献