紫色土坡耕地埂坎渗流与土力学试验研究

　　《紫色土坡耕地埂坎渗流与土力学试验研究》以紫色土坡耕地水土保持需求为导向，开展埂坎渗流和土力学试验；阐述和总结紫色土坡耕地埂坎的结构、功能、利用和性质，研究埂坎分层入渗特性、各向异性并进行入渗模型参数率定和模拟，阐释埂坎的阻隔通道效应；剖析埂坎开裂和裂隙闭合不同过程对渗流的影响、埂坎优先路径及通量，揭示埂坎裂隙演化的渗流效应；研究典型草本植物根系表面粗糙度，以及根-土界面直剪摩阻、抗拉拔及其与根系和土壤性质的关系，阐明埂坎植物根-土界面摩阻特性；研究埂坎土压力分布、埂坎土壤、根-土复合体和加筋土壤的抗剪特征及其与主要影响因子的关系，模拟埂坎应力应变分布与稳定性。

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目录第1章 研究背景 11.1 紫色土与紫色土耕地资源 11.1.1 紫色土性质 11.1.2 紫色土分类 11.1.3 紫色土分布 21.1.4 紫色土耕地资源 31.2 紫色土坡耕地土壤侵蚀 41.2.1 紫色土坡耕地侵蚀强度 41.2.2 紫色土坡耕地产流产沙 51.2.3 紫色土坡耕地养分流失 61.3 紫色土坡耕地水土保持 71.3.1 坡耕地水土保持生态工程情况 71.3.2 坡耕地水土保持措施与减蚀效应 91.3.3 坡耕地水土保持措施适宜性 121.4 本章小结 13参考文献 13第2章 紫色土坡耕地埂坎 172.1 埂坎相关概念 172.1.1 埂坎 172.1.2 植物埂 172.1.3 埂坎系数 172.2 埂坎类型 182.2.1 埂坎类型划分 182.2.2 常见的埂坎结构 202.3 埂坎功能 212.3.1 区分地块权属和通行 212.3.2 理水减蚀 212.3.3 保持土壤养分 212.3.4 土地增产 222.4 埂坎利用 222.5 埂坎土壤理化性质 222.5.1 埂坎土壤物理性质 222.5.2 埂坎土壤化学性质 242.6 本章小结 28参考文献 29第3章 埂坎水分阻隔通道效应 313.1 试验方案 313.1.1 双环入渗试验 313.1.2 染色示踪试验 313.1.3 图像处理 323.1.4 特征参数解析 333.2 埂坎入渗 343.2.1 分层入渗特征 343.2.2 分层入渗模型模拟 363.2.3 入渗指标与土壤理化性质的相关性 383.3 埂坎水分入渗各向异性 393.3.1 水分入渗各向异性形态 393.3.2 水分入渗各向异性参数 403.4 埂坎水分阻隔效应 413.4.1 埂坎阻隔形态特征 413.4.2 坎坡染色面积比 413.4.3 坎坡染色路径宽度与数量 423.4.4 坎坡水分运移类型 443.5 埂坎水分通道效应 453.5.1 埂坎内部水分运移 453.5.2 埂坎-基岩界面水分运移 463.5.3 埂坎水分运移平衡 473.6 埂坎入渗HYDRUS模拟 483.6.1 埂坎模型构建及参数设置 483.6.2 埂坎水头高度及水分入渗过程 493.7 本章小结 52参考文献 52第4章 埂坎裂隙演化的渗流效应 544.1 试验方案 544.1.1 埂坎裂隙发育程度调查 544.1.2 裂隙发育对渗流的影响试验 544.1.3 裂隙闭合对渗流的影响模拟 554.1.4 优先流试验 554.2 埂坎开裂对渗流的影响 574.2.1 埂坎裂隙发育程度分级 574.2.2 不同裂隙发育程度埂坎入渗特征 574.2.3 不同裂隙发育程度埂坎入渗过程模拟 594.3 埂坎裂隙闭合对渗流的影响 614.3.1 干湿交替下埂坎裂隙发育及闭合特征 614.3.2 干湿交替下裂隙发育埂坎的入渗特征 624.3.3 埂坎裂隙闭合对入渗的影响 644.4 埂坎优先路径特征研究 674.4.1 埂坎优先路径组成与分布 674.4.2 埂坎剖面优先流分布特征 704.4.3 埂坎剖面优先路径特征 734.4.4 不同优先路径与埂坎优先流 764.5 本章小结 77参考文献 77第5章 埂坎植物根-土界面摩阻特性 795.1 试验方案 795.1.1 根系表面粗糙度试验 795.1.2 直剪摩阻试验 795.1.3 拉拔摩阻试验 795.2 草本植物根系表面粗糙度 805.2.1 马唐根系表面粗糙度 805.2.2 稗草根系表面粗糙度 815.2.3 牛筋草根系表面粗糙度 825.2.4 三种草本植物根系表面粗糙度比较 835.3 根-土界面摩阻及其与根系和土壤性质的关系 835.3.1 三种草本植物根-土界面摩阻特征 835.3.2 直剪摩阻特性与根系和土壤性质的相关性 885.4 根-土界面抗拉拔及与根系和土壤性质的关系 935.4.1 三种草本植物根-土界面抗拉拔特征 935.4.2 抗拉拔特性与根系和土壤性质的相关性 975.5 本章小结 103参考文献 104第6章 埂坎土压力分布特征 1056.1 试验方案 1056.1.1 野外观测试验 1056.1.2 土槽模拟试验 1076.1.3 研究方法 1086.2 坎后土压力分布特征与突变分析 1086.2.1 不同高度坎后土压力分布特征 1086.2.2 坎后土压力的突变分析 1106.3 土壤水分和土层深度对坎后土压力分布的影响 1126.3.1 土壤水分对坎后土压力分布的影响 1126.3.2 土层深度对坎后土压力分布的影响 1146.3.3 土壤含水率和土层深度与土压力响应分析 1146.4 本章小结 116参考文献 116第7章 埂坎土壤抗剪特征 1177.1 试验方案 1177.2 埂坎土壤抗剪特征 1177.2.1 土壤抗剪强度与含水率 1177.2.2 土壤抗剪强度与干密度 1197.2.3 含水率和干密度交互作用与土壤抗剪强度 1217.3 埂坎根-土复合体抗剪特征 1247.3.1 剪应力与轴向荷载和剪切位移 1247.3.2 极限抗剪强度特征 1257.3.3 残余抗剪强度特征 1267.4 埂坎土壤加筋增强抗剪特征 1277.4.1 加筋对埂坎土壤黏聚力和内摩擦角的影响 1277.4.2 加筋对埂坎土壤极限主应力差的影响 1297.4.3 不同加筋材料效果比较 1307.5 本章小结 133参考文献 133第8章 埂坎应力应变分布与稳定性 1358.1 试验方案 1358.1.1 土壤力学性质测试 1358.1.2 模型建立与数值模拟 1358.2 埂坎应力应变分布 1368.2.1 埂坎应力分布 1368.2.2 埂坎应变分布 1398.2.3 埂坎位移分布 1418.3 埂坎稳定性与影响因素 1438.3.1 埂坎规格与稳定性 1438.3.2 埂坎潜在滑动面分析 1468.4 本章小结 150参考文献 151