集中水流沖刷條件下土石混合崩積物坡面侵蝕機理研究.pdf

1、崩積體為崩崗的重要組成部分，礫石含量高，屬于典型土石混合物，但目前關(guān)于崩崗?fù)潦旌媳婪e物侵蝕機理尚未清楚，成為崩崗崩積體侵蝕研究的又一關(guān)鍵問題。本研究以福建省安溪縣的崩崗?fù)潦旌媳婪e物為研究對象，通過室內(nèi)模擬沖刷試驗，在不同礫石含量（0％、20%、40%、60%）、流量（2 L·min-1、4 L·min-1、8 L·min-1、16 L·min-1）及坡度（10°、20°、30°、40°）三因素組合條件下，探究土石混合崩積物坡面細溝的

2、產(chǎn)沙特征、侵蝕泥沙顆粒特性以及侵蝕的水動力學(xué)機理。研究結(jié)論如下：
　　（1）各流量下30°坡面細溝產(chǎn)沙過程均呈“先增大后減小再趨于穩(wěn)定”的趨勢。產(chǎn)沙量隨流量和坡度的增大均大體呈上升的趨勢，而含沙量隨流量的增大大體呈緩慢下降趨勢，隨坡度的增大大體呈上升趨勢；在2 L·min-1和4 L·min-1條件下，產(chǎn)沙量及含沙量隨著礫石含量的增大呈先減小后增大的趨勢，存在臨界礫石含量（20-40%之間）；在8 L·min-1和16 L·min

3、-1條件下，產(chǎn)沙量及含沙量隨著礫石含量的增大而增大。礫石含量、流量和坡度可以用來很好地預(yù)測土石混合崩積物的產(chǎn)沙率和含沙量。
　?。?）各條件下侵蝕泥沙顆粒中粗砂粒和細粉粒的含量較高。在沖刷后期，侵蝕泥沙粒徑分布與供試土壤趨于一致，即出現(xiàn)整體侵蝕。侵蝕泥沙顆粒粒徑分布情況尤其是富集率大小可用來表征坡面土壤的侵蝕強弱。在全土下，試驗坡面隨沖刷時間延長呈整體侵蝕的規(guī)律，當(dāng)?shù)[石加入后，這種規(guī)律逐漸被打破，當(dāng)含石量達60%時，侵蝕泥沙不再被

4、整體搬運。各流量及坡度下泥沙顆粒的MWD均隨著礫石含量的增大而增大，說明礫石的存在使侵蝕泥沙顆粒變粗。平均重量直徑均隨含石量、流量及坡度的改變而改變，各粒徑范圍的顆粒運移具有選擇性。
　?。?）各條件下隨著沖刷歷時的推延流速呈減小的趨勢，雷諾數(shù)先增大再減小，弗羅德數(shù)先減小后趨于平緩，阻力系數(shù)波動性增大。大多情況下試驗坡面細溝水流流態(tài)屬紊流，流型屬急流。各條件下隨著沖刷歷時的推延水流剪切力和水流功率均呈先增大后減小趨勢，單位水流功率