元谋干热河谷变性土收缩变形对其裂缝发育及土体强度的影响

陈安强; 张丹; 雷宝坤; 杨艳鲜; 刘刚才; 《土壤通报 》 2015 北大核心 CSCD

摘要：元谋干热河谷区变性土的裂缝发育对沟蚀崩塌和植被恢复影响显著。通过室内对变性土收缩变形和裂缝发育的测定及干湿循环下的直剪试验,研究了变性土收缩变形对裂缝发育及土体抗剪强度的影响。结果表明,变性土失水导致土体收缩变形,收缩特征曲线呈显著的三直线模型。变性土的收缩变形与土壤中黏粒和黏土矿物含量密切相关。变性土收缩变形不均导致裂缝的出现,随着含水量的逐渐降低,裂缝条数(N)逐渐减少,裂缝面密度(A)逐渐增加。土体裂缝的发育与基质吸力的大小密切相关,当基质吸力<1000 k Pa时,裂缝面密度显著增加。裂缝条数和面密度与土壤含水量分别呈较好的指数函数和Sigmoidal函数关系(RN2=0.968,PN=0.0004;RA2=0.963,PA=0.01)。裂隙发育,导致变性土黏聚力(c)和内摩擦角(φ)随干湿交替的进行呈不断减小的趋势,但内摩擦角下降速度明显低于黏聚力。黏聚力和内摩擦角与循环次数呈较好的反比例函数关系(Rc2=0.979,Pc=0.0002;Rφ2=0.807,Pφ=0.015)。该研究可为进一步研究土壤开裂导致的沟蚀崩塌提供理论基础。

关键词： 土壤裂缝 裂缝发育 变性土 土壤收缩 土壤变形 干热河谷