砒砂岩区典型坡面稳定特征及空间组合结构.pdf

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1、第38卷第6期人民黄河Vo1．38．No．62016年6月YELIOWRIVERJun．，20l6【专题研究】砒砂岩区典型坡面稳定特征及问组合结构乔贝，张磊，冯伟风，杨久俊'(1．天津城建大学材料科学与工程学院，天津300384；2．天津市软土特性与工程环境重点实验室，天津300384；3．天津市建筑垃圾与燃煤废弃物利用技术工程中心，天津300384；4．天津市建筑科学研究院有限公司，天津300384)摘要：在对砒砂岩区小流域内的典型坡面进行调研的基础上，研究了不同类型坡面的特征，并将具有不同堆积类型和稳定特性的砒砂岩坡面

2、划分为8个基本单元和24种坡面空间组合结构。分析结果表明：覆沙砒砂岩的稳定坡度主要分布在(35~2)。；黄土覆盖的砒砂岩坡面坡度小于黄土自然状态下的临界坡度，稳定坡度集中分布在35。～45。：白色砒砂岩裸露坡面的坡度集中分布在35。～7O。，红白交错层状分布裸露砒砂岩坡面的稳定坡度集中分布在35。～45。；覆盖黄土砒砂岩区域，以黄土垂直节理发育单元一红白相间砒砂岩不稳定单元-溜沙坡单元组成的坡面所占比例最高，为14．32％，而在没有黄土覆盖的区域内，由红白相间砒砂岩不稳定单元一溜沙坡单元组成的坡面所占比例最高，为24．23

3、％关键词：砒砂岩；典型坡面；稳定角度；组合结构中图分类号：P313．1文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2016．06．007黄河砒砂岩是分布于晋、陕、蒙接壤地区的一种砂1．2调查方法岩、砂页岩和泥质砂岩组成的岩石互层。由于砒砂岩采用样线调查法进行调查、样线法确定的具体路抗侵蚀能力弱，加之受当地气候环境的影响及人类长线：①沙圪堵一薛家湾一大路镇；②沙圪堵一暖水乡一期的干扰，因此砒砂岩区成为我国土壤侵蚀强度最大准格尔召镇；③沙圪堵一大路峁～纳日松镇一羊市塔且治理难度最大的区域。水土流失造

4、成了砒砂岩(见图1)。在样线调查法的綦础L，沿线抽取8个小区干沟万壑的地貌特征，沟壑切割深，横截面呈典型的流域，对沟坡体系、坡面地貌进行调研分析，测量典型V形或U形。沟坡系统是侵蚀产沙的主要源地，也是的覆盖沙土、覆盖黄土和裸露的砒砂岩坡面信息。治理水土流失的基本单元，对其坡面类型及侵蚀规律进行研究，可以为优化沟坡的水土保持措施提供依据。’。长期以来，我国对坡面类型及侵蚀方式的研究主要集中于黄土高原一，王愿昌等研究了砒砂岩岩层和沟坡体系形成的原因和机理，石迎春等研究了沟坡中砒砂岩侵蚀的内部因素。目前，有关砒砂岩不同坡面类型的

5、稳定性及其发育机理尚末有文献报道。笔者对砒砂岩区小流域内典型的砒砂岩侵蚀物质堆积体坡面及裸露砒砂岩坡面进行了调研，分析了坡面稳定特征及其组合结构类型，以期为砒砂岩区水土流失治理提供借鉴。1调研与试验图1调研路线1．1研究区概况1．3休止角测量研究区位于内蒙古自治区准格尔旗，该区总面积采用注入法测量砒砂岩颗粒的休止角。首先将砒为7692km，属半干旱大陆性季风气候区，冬季寒冷砂岩样品浸泡于水中至溃散，接着在105℃的干燥箱风大，夏季降雨集中试验区地表物质以砒砂岩为主，按照坡顶覆盖物的不同，分为盖土区、盖沙区和裸露区收稿日期：

6、20l6—03—22基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目(2013BACO5B00)三种类型。由纵向侵蚀切割面形成红色泥岩和白色砂作者简介：乔rA(199O一)，女，河北保定人，硕士研究生，研岩相问的岩体结构，风蚀、降雨侵蚀和重力侵蚀严重，究方向为生态环境材料E—mail：1147413522@qq．tom切割面植被稀少。．26·人民黄河2016年第6期内烘干，然后将砒砂岩颗粒从一定高度的漏斗中自然2．2覆盖黄土的砒砂岩坡面下落到水平板上，直至漏斗中不再有颗粒落下，求出所在研究区内对35个基岩为砒砂岩、表层覆盖黄土形成

7、的圆锥和水平板间的角度作为休止角。的覆土砒砂岩坡面进行测量，结果表明覆盖黄土的砒砂岩坡度集中分布在35。～45。(见图4)。在实验室测2结果与分析得研究区内黄土的休止角为45．1。。这说明在砒砂岩2．1覆盖沙土的砒砂岩坡面区大部分黄土覆盖的坡角都小于黄土本身自然状态下在研究区内对90个覆沙或者由砒砂岩风化逐渐形的休止角，这与上述覆沙砒砂岩坡面的稳定角度有所成的疏松沙土覆盖的坡面进行角度测量。在径流冲蚀、不同，主要原因是砒砂岩区黄土所占比例很小，最薄处风力侵蚀、重力侵蚀等环境外力作用下，在砒砂岩基岩上不足1cm，最厚可以达到

8、28cm(见图5)，坡度大于自然形成的覆沙砒砂岩坡面稳定角度为12．0。37．2。，集中35。时，会在坡脚形成以砒砂岩土为主的溜沙坡，并逐分布在(35~2)。(见图2，该坡度范围的坡面占覆沙砒砂岩渐上移覆盖裸露区域；坡度小于35。时，砒砂岩坡体本坡面总数的73．3％)。对小流域内坡度大于35。的坡面进身