泾阳修石渡剖面黄土微观结构研究

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1、分类号:P6410710-2015129038硕士学位论文泾阳修石渡剖面黄土微观结构研究林涛导师姓名职称钱会教授申请学位类别工学硕士学科专业名称水文学及水资源论文提交日期2018年4月20日论文答辩日期2018年5月30日学位授予单位长安大学StudyontheloessmicrostructureinJingyangXiushiduprofileAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LinTaoSupervisor：Prof.QianHuiChan

2、g’anUniversity,Xi’an,China本文得到以下科研项目的资助与支持:国家自然科学基金项目“重塑黄土渗透性变化规律及其机制研究”（项目编号41572236）摘要本文依托国家自然科学基金项目“重塑黄土渗透性变化规律及其机制研究”，以陕西省泾阳县南塬修石渡剖面黄土为研究对象，在对剖面逐米取样的基础上利用Mastersize-2000型激光粒度仪和GUANTA-200型环境扫描电子显微镜等仪器，对修石渡剖面黄土的粒度组成、微观结构特征以及物理性质指标进行了系统研究。结合该剖面黄土颗粒粒度的分布

3、规律和室内土工试验测得的基本物理性质指标，对该剖面黄土的结构特征及孔隙分布进行了深入分析，获得了剖面微观结构随埋深变化的规律。主要研究成果归纳如下：(1)对修石渡剖面黄土颗粒组成进行了分析，得出剖面黄土的颗粒组成主要以粗粉砂为主，黏粒次之，其中黄土层的粗粉砂含量大于53.32%，而古土壤层的粗粉砂含量在45.25%；古土壤层中黏粒含量高于黄土层，且黏粒含量有随深度增加的趋势。(2)通过分析整个剖面土体的微观结构图像，对骨架颗粒的组成单元体、接触方式、以及胶结类型进行了描述与分析，总结了黄土的微观结构特征

4、随埋深的变化规律，认为骨架颗粒的接触方式、胶结类型及其组成的单元体是决定黄土孔隙类型的主要因素；剖面土体的骨架颗粒单元体由粗碎屑物和集粒以不同赋存比例共同组成，其中在L1和L2层黄土骨架颗粒单元体仅由粗碎屑物单独组成，其他地层均以二者共同存在的形式组成了黄土骨架颗粒单元体。(3)修石渡剖面土体结构类型变化、波动幅度整体随埋深的增加而逐渐变小，离石黄土的结构类型随埋深的波动变化均比坡头黄土和马兰黄土小，但在黄土-古土壤接触带的土体结构类型差异大，波动性较大。(4)利用IPP6.0图像处理软件反复统计计算，

5、将得到的孔隙面积比与孔隙率进行对比验证，最终确定微观结构定量分析过程中图像的最佳放大倍数为800X、阈值为灰度分布曲线峰值的左侧一格；根据孔隙面积比是孔隙二维截面的特征，将孔隙面积比作为微观结构研究中的主要评价指标，并利用线性方程对剖面土体水平面和垂直面的孔隙面积比与深度进行拟合，发现两者存在线性关系且孔隙面积比随埋深增加呈减小趋势，垂直面上的孔隙面积比曲线随深度的变化更具有规律性。(5)剖面土体在水平面和垂直面中的孔隙主要以微孔隙和小孔隙为主，其中黄土中微孔隙的含量小于古土壤，随着埋深增加微孔隙含量显

6、著增大，大、中、小孔隙含量均减少。I(6)通过对孔隙的分型维数进行分析，得出土体的孔隙分布密度随着深度逐渐变小，集团化程度逐渐降低，分布越分散，孔隙越复杂。关键词：黄土、微观结构、孔隙面积比、分型维数、定量分析IIAbstractThispaperreliesontheprojectofnationalnaturalsciencefoundationofChina"reconstructingthelawandmechanismofloesspermeabilitychange",takingthelo

7、esssectionofthesouthJingyangPlateauinShaanXiprovince(XiushiduaduVillage)astheresearchobject,thispaperstartedwiththeresearchmethodsofmacroscopicmechanicsandmicrostructure.ByusingMastersize-2000laserparticlesizeanalyzerandGUANTA-200EnvironmentalScanningEle

8、ctronMicroscopeandotherinstruments,systematicstudyofthegrainsizecomposition,microstructurecharacteristicsandphysicalpropertiesofloessinXiushidusection.Combinedwiththedistributionlawofloessgranularityandthebasicphysicalprop