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紅壤重構(gòu)力學(xué)特性及影響機(jī)制

紅壤重構(gòu)力學(xué)特性及影響機(jī)制

作者：張川
出版社：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社出版時(shí)間：2024-10-01
開本： 16開 頁(yè)數(shù)： 180
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紅壤重構(gòu)力學(xué)特性及影響機(jī)制 版權(quán)信息

紅壤重構(gòu)力學(xué)特性及影響機(jī)制 本書特色

1.紅壤重構(gòu)，可提高根土體的持水和保水能力，增加草本植物的生物量；2.建立草本植物參數(shù)與根土體的抗剪特性、水力特性的響應(yīng)關(guān)系模型，揭示紅壤重構(gòu)力學(xué)特性及影響機(jī)制。

紅壤重構(gòu)力學(xué)特性及影響機(jī)制 內(nèi)容簡(jiǎn)介

紅壤是一種在高溫多雨氣候條件下淋溶形成的一種特殊土壤，具有塑性高、高含水率、黏性重、易結(jié)塊和抗剪強(qiáng)度差等特性。土壤重構(gòu)已成為土地整治工程一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，也是工礦區(qū)土地復(fù)墾、生態(tài)修復(fù)和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)等研究的熱點(diǎn)之一。因此，該研究圍繞紅壤區(qū)土地整治工程中面臨的松散邊坡如何穩(wěn)定？土壤持水保水性能如何提升？稀缺土水資源如何保持、植物群落如何快速恢復(fù)？土壤重構(gòu)過程中影響機(jī)制如何響應(yīng)等主要技術(shù)和科學(xué)問題。因此，該研究基于土壤重構(gòu)視角，構(gòu)建了“改土-調(diào)水-培植”的研究理論框架，采用理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬等研究方法，以云南省紅壤為研究對(duì)象，通過設(shè)置4種添加量（0、0.5%、2.5%、5.0%）的木纖維、糯米膠和混合（木纖維/糯米膠），以及2種草本植物（白三葉、黑麥草）重構(gòu)紅壤的土水性能，開展基于土壤重構(gòu)的紅壤復(fù)合土力學(xué)特性及影響機(jī)制研究。紅壤是一種在高溫多雨氣候條件下淋溶形成的一種特殊土壤，具有塑性高、高含水率、黏性重、易結(jié)塊和抗剪強(qiáng)度差等特性。土壤重構(gòu)已成為土地整治工程一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，也是工礦區(qū)土地復(fù)墾、生態(tài)修復(fù)和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)等研究的熱點(diǎn)之一。因此，該研究圍繞紅壤區(qū)土地整治工程中面臨的松散邊坡如何穩(wěn)定？土壤持水保水性能如何提升？稀缺土水資源如何保持、植物群落如何快速恢復(fù)？土壤重構(gòu)過程中影響機(jī)制如何響應(yīng)等主要技術(shù)和科學(xué)問題。因此，該研究基于土壤重構(gòu)視角，構(gòu)建了“改土-調(diào)水-培植”的研究理論框架，采用理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬等研究方法，以云南省紅壤為研究對(duì)象，通過設(shè)置4種添加量（0、0.5%、2.5%、5.0%）的木纖維、糯米膠和混合（木纖維/糯米膠），以及2種草本植物（白三葉、黑麥草）重構(gòu)紅壤的土水性能，開展基于土壤重構(gòu)的紅壤復(fù)合土力學(xué)特性及影響機(jī)制研究。
研究結(jié)果表明：（1）添加適量的糯米膠、木纖維或混合重構(gòu)材料可以增強(qiáng)紅壤的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)能抑制干濕交替作用對(duì)土體抗剪性能的衰減效應(yīng)。（2）適量的重構(gòu)材料添加后可以增強(qiáng)紅壤的持水保水性能，同時(shí)能減緩干濕交替作用對(duì)紅壤水力特性的滯回效應(yīng)。（3）白三葉、黑麥草可以增強(qiáng)紅壤復(fù)合土的加筋固土能力。黑麥草根土體抗剪強(qiáng)度增量高于白三葉根土復(fù)合體，相對(duì)于白三葉，黑麥草的加筋固土能力較強(qiáng)。（4）添加*優(yōu)配比的糯米膠復(fù)合土可以提高草本植物地上和地下生物量。（5）草本植物可以增強(qiáng)紅壤復(fù)合土的持水保水性能。黑麥草根土體的基質(zhì)吸力隨著草本植物的根系表面積指數(shù)（RAI）、根體積比（RV）、葉片面積指數(shù)(LAI)和地下生物量(UB)的增加而增大，兩者總體呈線性函數(shù)關(guān)系。研究結(jié)果完善土地整治理論方法體系，為生態(tài)脆弱區(qū)的土地整治、生態(tài)修復(fù)和水土保持等生態(tài)化工程實(shí)踐提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

紅壤重構(gòu)力學(xué)特性及影響機(jī)制 目錄

緒論
1.1　研究背景與意義
1.1.1　云南省紅壤的現(xiàn)狀與特征
1.1.2　現(xiàn)有土壤重構(gòu)技術(shù)特點(diǎn)與不足
1.1.3　木纖維和糯米膠在紅壤重構(gòu)中可行性及優(yōu)勢(shì)
1.2　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1　改性材料在土壤重構(gòu)技術(shù)中的應(yīng)用
1.2.2　土壤重構(gòu)對(duì)土壤力學(xué)特性的影響
1.2.3　干濕交替對(duì)土壤力學(xué)特性的影響
1.2.4　植物對(duì)土壤力學(xué)特性的影響
1.2.5　文獻(xiàn)評(píng)述
1.3　研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
1.3.1　研究?jī)?nèi)容
1.3.2　技術(shù)路線
2　理論分析與研究框架
2.1　關(guān)鍵理論分析
2.1.1　土壤發(fā)生學(xué)理論
2.1.2　土地（壤）生態(tài)學(xué)理論
2.1.3　土水耦合理論
2.1.4　生態(tài)恢復(fù)與重建理論
2.1.5　系統(tǒng)工程理論
2.2　主要概念界定
2.2.1　紅壤復(fù)合土
2.2.2　土壤重構(gòu)
2.2.3　土壤干濕交替
2.2.4　土體抗剪特性
2.3　研究框架構(gòu)建
2.4　本章小結(jié)
3　材料與方法
3.1　試驗(yàn)材料
3.1.1　供試土樣
3.1.2　紅壤復(fù)合土材料
3.1.3　根土體材料
3.2　研究方法
3.2.1　紅壤復(fù)合土抗剪強(qiáng)度測(cè)定方法
3.2.2　紅壤復(fù)合土基質(zhì)吸力與含水率測(cè)定方法
3.2.3　草本植物基本參數(shù)測(cè)定方法
3.2.4　根土體基質(zhì)吸力和含水率測(cè)定方法
3.2.5　土—水特征曲線模擬方法
3.3　數(shù)據(jù)處理與分析
4　干濕交替下紅壤復(fù)合土抗剪特性研究
4.1　試驗(yàn)設(shè)計(jì)與過程
4.2　干濕交替下復(fù)合土抗剪強(qiáng)度變化分析
4.2.1　糯米膠復(fù)合土抗剪強(qiáng)度分析
4.2.2　木纖維復(fù)合土抗剪強(qiáng)度分析
4.2.3　混合復(fù)合土抗剪強(qiáng)度分析
4.3　干濕交替下復(fù)合土黏聚力變化分析
4.3.1　糯米膠復(fù)合土黏聚力分析
4.3.2　木纖維復(fù)合土黏聚力分析
4.3.3　混合復(fù)合土黏聚力分析
4.4　干濕交替下復(fù)合土內(nèi)摩擦角變化分析
4.4.1　糯米膠復(fù)合土內(nèi)摩擦角分析
4.4.2　木纖維復(fù)合土內(nèi)摩擦角分析
4.4.3　混合復(fù)合土內(nèi)摩擦角分析
4.5　本章小結(jié)
5　干濕交替下紅壤復(fù)合土水力特征研究
5.1　試驗(yàn)設(shè)計(jì)與過程
5.2　脫濕/ 吸濕過程基質(zhì)吸力變化規(guī)律
5.2.1　糯米膠復(fù)合土基質(zhì)吸力變化
5.2.2　木纖維復(fù)合土基質(zhì)吸力變化
5.2.3　混合復(fù)合土基質(zhì)吸力變化
5.3　干濕交替下基質(zhì)吸力變化規(guī)律
5.3.1　糯米膠復(fù)合土
5.3.2　木纖維復(fù)合土
5.3.3　混合復(fù)合土
5.4　SWCC 變化規(guī)律
5.4.1　糯米膠復(fù)合土SWCC 變化
5.4.2　木纖維復(fù)合土SWCC 變化
5.4.3　混合復(fù)合土SWCC 變化
5.5　基于Logistic 模型的紅壤復(fù)合土SWCC 模擬
5.5.1　糯米膠復(fù)合土
5.5.2　木纖維復(fù)合土
5.5.3　混合復(fù)合土
5.6　本章小結(jié)
6　草本植物對(duì)紅壤復(fù)合土抗剪特性的影響
6.1　試驗(yàn)設(shè)計(jì)與過程
6.2　白三葉根土體抗剪強(qiáng)度分析
6.3　黑麥草根土體抗剪強(qiáng)度分析
6.4　白三葉根土體的黏聚力與內(nèi)摩擦角分析
6.4.1　糯米膠復(fù)合土
6.4.2　木纖維復(fù)合土
6.4.3　混合復(fù)合土
6.5　黑麥草根土體的黏聚力與內(nèi)摩擦角分析
6.5.1　糯米膠復(fù)合土
6.5.2　木纖維復(fù)合土
6.5.3　混合復(fù)合土
6.6　本章小結(jié)
7　草本植物對(duì)紅壤復(fù)合土水力特性的影響
7.1　試驗(yàn)設(shè)計(jì)與過程
7.2　不同復(fù)合土對(duì)草本植物生物量的影響
7.3　植物參數(shù)對(duì)根土體基質(zhì)吸力的影響
7.3.1　根表面積指數(shù)（RAI）與基質(zhì)吸力關(guān)系
7.3.2　根系體積比（RV）與基質(zhì)吸力關(guān)系
7.3.3　葉片面積指數(shù)（LAI）與基質(zhì)吸力關(guān)系
7.3.4　地下生物量（UB）與基質(zhì)吸力關(guān)系
7.4　基于Logistic 模型的白三葉根土體SWCC 模擬
7.4.1　糯米膠復(fù)合土根土體
7.4.2　木纖維復(fù)合土根土體
7.4.3　混合復(fù)合土根土體
7.5　基于Logistic 模型的黑麥草根土體SWCC 模擬
7.5.1　糯米膠復(fù)合土根土體
7.5.2　木纖維復(fù)合土根土體
7.5.3　混合復(fù)合土根土體
7.6　本章小結(jié)
8　結(jié)論與展望
8.1　主要結(jié)論
8.2　創(chuàng)新點(diǎn)
8.3　不足與展望
參考文獻(xiàn)
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紅壤重構(gòu)力學(xué)特性及影響機(jī)制 作者簡(jiǎn)介

張川，博士，現(xiàn)聘任為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授、碩士生導(dǎo)師，“土地資源利用與保護(hù)”碩士點(diǎn)點(diǎn)長(zhǎng)。張川，博士，現(xiàn)聘任為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授、碩士生導(dǎo)師，“土地資源利用與保護(hù)”碩士點(diǎn)點(diǎn)長(zhǎng)。

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