紫色土坡耕地坎后土壓力分布特征研究.pdf

1、紫色土坡耕地是三峽庫區(qū)重要的耕地資源，占庫區(qū)耕地面積的78％。紫色土坡耕地的開發(fā)利用與保護(hù)，關(guān)乎庫區(qū)的糧食安全和生態(tài)安全。其中，“坡改梯”是庫區(qū)坡耕地整治和中低產(chǎn)田開發(fā)利用的重要方式，但由于自然因素(坡度、土壤飽和與非飽和工況條件、土壤含水率等)和埂坎的修筑、開發(fā)利用中人為不合理的使用等，研究區(qū)內(nèi)的埂坎存在崩塌、塌陷、水毀等現(xiàn)象。埂坎垮塌的實(shí)質(zhì)是坎后土體的土壓力超過了埂坎所能承受土體壓力的極限狀態(tài)。實(shí)踐證明，要從根本上解決埂坎垮塌問題，

2、必須研究埂坎穩(wěn)定性參數(shù)。
　　運(yùn)用土體原位監(jiān)測方法，采用土槽模擬和野外觀測相結(jié)合的手段，以紫色土坡耕地埂坎為對象，研究坎后土體壓力的分布特征，分析不同坎高情況下坎后土壓力的垂直分布特征，運(yùn)用M-K突變分析方法確定紫色土坡耕地隨土層深度分布的突變點(diǎn)，探討土壤水分(飽和工況與非飽和工況、含水率)、以及不同坡度等因素對坎后土壓力分布的影響。主要結(jié)果如下：
　　(1)不同坎高的坎后土壓力的垂直分布隨土層深度的增加呈非線性分布特征。土

3、壓力隨埂坎的高度在土層上部隨土層深度的增加而增加，當(dāng)土層深度在坎高1/3~1/4左右時，土壓力值達(dá)到最大，之后土壓力值隨土層深度的增加而減少，總體來看，坎后土壓力分布呈現(xiàn)為“上小，下大”的曲線狀，可以用二次曲線描述。
　　(2)利用M-K方法對野外監(jiān)測的坎高60 cm、70 cm、80 cm和140 cm的坎后土壓力值進(jìn)行了突變分析。結(jié)果表明，在95%的置信水平下4種坎高的土壓力隨土層深度的分布均存在臨界點(diǎn)，但不同坎高的突變點(diǎn)位置

4、不同，案例60cm坎高的突變點(diǎn)在10~15 cm處，70 cm、80 cm、140 cm坎高的突變點(diǎn)分別在10~15cm、10~20 cm、30~50 cm之間。
　　(3)土壤在飽和工況向非飽和工況轉(zhuǎn)變時，坎后各土層的土體壓力表現(xiàn)為隨水分下滲時間不同而不同。坎后土壓力變化明顯滯后于土壤水分的入滲，且深度越深滯后的時間越長，坎后各土層的壓力隨時間呈現(xiàn)遞減的規(guī)律。
　　(4)土壤在不同含水率條件下，坎后土壓力隨土壤的含水率的變