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基于核磁共振干湿循环影响下土壤斥水性分析

2021-07-25李同海

东北农业大学学报 2021年6期

李同海,赵 仕

(1.中铁十七局集团有限公司,太原 030006;2.华南理工大学土木与交通学院,广州 510641)

土壤斥水性是水分滞留在土壤表面、难以入渗的现象。地表浅层土壤受自然和人类行为因素影响导致含水率改变,斥水性表现出明显差异。土壤斥水性差异会引起土壤中水分分布不均,导致土壤不均匀变形,增加地表径流[1-2];斥水性土壤中还可形成优先流,增加土壤渗流和失稳风险[3]。接触角和水滴穿透时间(W ater drop penetration time,WDPT)是描述土壤斥水性常用指标。WDPT因测试程序简单、试验耗时短、可迅速得到土壤斥水性等特点被广泛应用于学术和工程领域。影响土壤斥水性有诸多因素,如土粒比重、孔隙结构、干燥状态、物质组成、自然环境变迁等。Renáta等发现土壤斥水性程度与土质、气候环境、植被覆盖程度等密切相关,当斥水性土壤经历一系列干湿循环后,其斥水性表现出不同变化规律[4]。Subedi等认为干湿循环作用导致土壤钙含量变化,显著影响土壤接触角和渗水性,在水势函数中应考虑干湿循环的影响[5]。Laurengo等在石油污染土渗透性研究中发现,土壤斥水性随干湿循环次数增加而降低[6]。我国南方夏季高温多雨,地表浅层土壤不可避免经历干湿循环过程。土壤经历干湿循环后,其他物理力学性质发生显著改变,土颗粒表面特性也表现明显变化[7]。经历干湿循环作用后土壤,其脱湿和吸湿过程中斥水性变化可导致土壤渗流、不连续变形、威胁工程边坡及其上等构筑物的安全。土壤斥水性受干湿循环影响变化规律,受到学术界和工程界广泛关注。……

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