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土建筑遗址表面结皮形成与剥离机制研究

岩土力学 2009年第7期30卷 1883-1891页

作者：张虎元刘平王锦芳王旭东兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州73000 兰州大学资源环境学院兰州730000 敦煌研究院甘肃敦煌736200

以交河故城土遗址为原型,通过现场调查、取样和室内试验,研究了土建筑表面结皮的物理化学性质,提出了土质墙体表面结皮的形成与剥离机制。粒度分析、粉晶X射线衍射分析、易溶盐离子色谱分析表明,与下伏母墙相比,结皮层粒度偏细,易溶盐... 详细信息

以交河故城土遗址为原型,通过现场调查、取样和室内试验,研究了土建筑表面结皮的物理化学性质,提出了土质墙体表面结皮的形成与剥离机制。粒度分析、粉晶X射线衍射分析、易溶盐离子色谱分析表明,与下伏母墙相比,结皮层粒度偏细,易溶盐含量偏低;红外摄像测温显示,结皮层升温、降温幅度更大。研究认为,土建筑遗址结皮层的形成是墙面土体局部饱和崩解、泥浆蠕移干燥的结果,其形成初期对抵抗土遗址风化起到一定的保护作用,但随后在剧烈的热胀冷缩作用及风蚀作用影响下发生剥离和脱落,反而加速土遗址的劣化进程。

关键词：土遗址风化结皮剥离

土壤盐结皮人工培育及其破损程度对土壤蒸发的影响

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农业工程学报 2019年第13期35卷 138-144页

作者：张建国李红伟李雅菲李雨诺马悦田乐乐张宇新西北农林科技大学资源环境学院农业部西北植物营养与农业环境重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100

土壤盐结皮在干旱半干旱区广泛发育,对地表土壤水文过程具有重要影响,而外力对盐结皮的机械破损干扰现象普遍存在。该文以塔克拉玛干沙漠流动风沙土为例,通过室内试验利用不同矿化度(5、10、20和30 g/L)的不同盐溶液(NaCl、Na2SO4、CaCl... 详细信息

土壤盐结皮在干旱半干旱区广泛发育,对地表土壤水文过程具有重要影响,而外力对盐结皮的机械破损干扰现象普遍存在。该文以塔克拉玛干沙漠流动风沙土为例,通过室内试验利用不同矿化度(5、10、20和30 g/L)的不同盐溶液(NaCl、Na2SO4、CaCl2、KCl)模拟咸水灌溉下盐结皮的形成发育过程,根据盐结皮理化性质确定了其最适人工培育条件,并在此基础上模拟了盐结皮不同破损程度(破损100%、破损50%、破损25%和无破损)影响下的土壤蒸发过程。结果表明:盐结皮的硬度、抗剪切力、pH值和电导率通常随着灌溉水矿化度的增加而增大,采用30g/LNaCl溶液培养盐结皮厚度和硬度均较大;土壤日蒸发量随盐结皮破损程度的增加而增加,并随灌水天数呈递减趋势;土壤累积蒸发量随灌水天数以及破损程度的增加而增大,盐结皮破损100%的土壤日蒸发量和累积蒸发量与其他各处理之间有显著性差异;盐结皮对土壤蒸发的累积蒸发抑制效率随灌水时间的延长呈递增趋势,随破损程度的增加而降低,盐结皮无破损处理的累积蒸发抑制效率最高达58.84%,而破损50%的处理最大仅为30.20%。总之,土壤盐结皮的人工培育在方法上是可行的,其对土壤水分蒸发具有明显的抑制作用,且其破损程度对蒸发过程具有显著影响。这对于揭示干旱半干旱区盐渍土壤水文过程和指导水土资源的合理利用具有重要意义。

关键词：土壤盐蒸发结皮人工培育理化性质破损程度

生物质结皮制剂在民勤流动沙区恢复植被的作用

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农业工程学报 2013年第9期29卷 140-147,296页

作者：王瑞君陈正华王百田王宁何经纬北京林业大学水土保持学院北京100083 甘肃亚盛集团博士后(北京)工作站北京100101

利用矿物质材料和生物高分子材料的环境友好和吸湿保水的特性制作形成结皮,对立地条件极端恶劣的流动沙丘进行植被恢复。首先将草籽(黄蒿籽)撒播于目的沙丘表面,然后将与砂土混匀的结皮制剂均匀地撒在沙地表面,最后,洒木质素液使结皮凝... 详细信息

利用矿物质材料和生物高分子材料的环境友好和吸湿保水的特性制作形成结皮,对立地条件极端恶劣的流动沙丘进行植被恢复。首先将草籽(黄蒿籽)撒播于目的沙丘表面,然后将与砂土混匀的结皮制剂均匀地撒在沙地表面,最后,洒木质素液使结皮凝固并用围栏封育试验区。通过调查结皮制剂施用后沙丘植物的种类、覆盖度、生长状况等植被恢复指标,分析了生物质结皮制剂在流动沙区植被恢复的效果。研究结果表明:结皮封育区内大量草籽萌发,达1000颗/m2;结皮区植物物种丰富度为13,对照区仅为2,物种多样性和均匀度指数也高于对照区,分别为1.57(Shannon-WeaverindexH)、0.41(SimpsonindexD)和0.81(Pielouindex),对照区则分别为0.47、0.40和0.68;结皮区植物生长期较对照延长,2010年早春提前10d萌发,深秋枯黄延迟约20d;结皮区植物在干旱季节亦可生长存活;2010年9月,结皮区沙丘植被盖度可达38%,对照区植被盖度仅为4%。研究结果表明该制剂可能在寒区旱区困难立地条件下的植被恢复工作中具有较大的潜在应用价值。

关键词：矿物质植被恢复生物高分子材料结皮民勤流动沙丘固沙

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土壤结皮坡面流水动力学特征

农业工程学报 2014年第1期30卷 73-80页

作者：吴秋菊吴发启王林华西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100

为了深入探讨土壤结皮对侵蚀的影响机制以及两者之间的关系,以10°坡为例,在变流量(1.0,1.4,2.0,2.4和2.8 L/min)条件下进行室内冲刷试验,研究土壤结皮坡面径流水动力学特征(平均流速、平均径流深度、雷诺数、水流剪切力、水流功率、阻... 详细信息

为了深入探讨土壤结皮对侵蚀的影响机制以及两者之间的关系,以10°坡为例,在变流量(1.0,1.4,2.0,2.4和2.8 L/min)条件下进行室内冲刷试验,研究土壤结皮坡面径流水动力学特征(平均流速、平均径流深度、雷诺数、水流剪切力、水流功率、阻力系数)并分析坡面流水动力学参数与土壤侵蚀量的关系。结果表明,土壤结皮对坡面流水动力学参数影响显著。土壤结皮坡面雷诺数始终小于500,坡面流流态为层流;土壤结皮坡面具有较大坡面流流速,较小径流深度、水流剪切力和水流功率。结皮坡面的土壤侵蚀量明显低于无结皮坡面的土壤侵蚀量。土壤侵蚀量与坡面水动力学参数相关关系显著(相关系数R>0.90),土壤侵蚀量与雷诺数呈线性正相关,与水流剪切力、水流功率的对数呈线性正相关,与阻力系数呈线性负相关。因此,在本研究中,单纯从径流冲刷侵蚀的角度土壤结皮的存在有利于减小坡面土壤侵蚀量。由于降雨因素对土壤结皮的侵蚀效应影响较大,将雨滴打击与径流冲刷相结合才能更好地研究土壤结皮对侵蚀的影响机制。

关键词：土壤流量水动力学结皮水流功率水流剪切力阻力系数

水泥预分解系统粉尘与碱、氯、硫融体的粘结特性及其对结皮的影响

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硅酸盐学报 2005年第1期33卷 93-99页

作者：龙世宗程彬黄从运陈袁魁武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室武汉430070

采用化学试剂和生产原料,研究了预分解系统内粉尘与碱、氯、硫等单一或复合低温融体之间的粘结特性。结果表明:作为低温融体,KCl和混合融体KCl+K2SO4+Na2SO4粘(融)结粉尘的粘结能力最强,对结皮堵塞的影响最大;其次是CaCl2,Na2SO4和混合... 详细信息

采用化学试剂和生产原料,研究了预分解系统内粉尘与碱、氯、硫等单一或复合低温融体之间的粘结特性。结果表明:作为低温融体,KCl和混合融体KCl+K2SO4+Na2SO4粘(融)结粉尘的粘结能力最强,对结皮堵塞的影响最大;其次是CaCl2,Na2SO4和混合融体CaCl2+K2SO4+Na2SO4;而单一的K2CO3和K2SO4对结皮的影响较小。作为粉尘,CaSO4最容易被各种融体粘结形成坚硬结皮;C2S与CaCO3较容易被融体粘结形成疏松结皮;CaO,Al2O3,MgO,Fe2O3,SiO2不易被融体粘结。分解率高(98%)的生料不容易被融体粘结;分解率低的生料较容易被粘结形成结皮。因此,提高入窑生料分解率不会增加而是可减少结皮堵塞的几率。

关键词：水泥预分解系统粘结特性低温融体结皮

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结皮土壤的抗风蚀性分析

干旱区资源与环境 2006年第2期20卷 203-207页

作者：李晓丽申向东内蒙古农业大学呼和浩特010018

土壤结皮是土壤在自然状态下形成的“保护层”,它的存在使得土壤变得稳定,使土壤的抗风蚀性有显著的提高,可以有效地抵抗冬春季节严重的风蚀,因此在干旱荒漠化地区越来越受到重视。土壤结皮分为物理结皮和生物结皮两类,由于生物结皮的... 详细信息

土壤结皮是土壤在自然状态下形成的“保护层”,它的存在使得土壤变得稳定,使土壤的抗风蚀性有显著的提高,可以有效地抵抗冬春季节严重的风蚀,因此在干旱荒漠化地区越来越受到重视。土壤结皮分为物理结皮和生物结皮两类,由于生物结皮的生成需要长时间的积累,而且要求具有一定的湿度、温度,才可能存活和生长。而物理结皮只要土壤经过干-湿的过程很容易形成。本文通过实地观察,从不同的土质取得的原状土壤结皮样本进行扫描电镜观察,对土壤物理结皮的形成,与土壤的含水量、颗粒组成、含盐量等的关系,以及对土壤抗风蚀性的作用进行了详细的论述,以便使其在干旱、寒冷地区土壤荒漠化防治中受到足够的重视,减少人为因素对土壤结皮的破坏,利用人为手段促使结皮的形成,减少冬春季节风沙对土壤的侵蚀。

关键词：土壤结皮耕地普通草地抗蚀性

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东北黑土结皮发育过程

应用生态学报 2008年第2期19卷 357-362页

作者：卜崇峰吴淑芳张兴昌蔡强国西北农林科技大学-中国科学院/水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

基于模拟降雨试验,从微结构、容重、抗剪强度角度分析了降雨过程中东北黑土结皮的发育过程特征,并探讨了黑土结皮的发育对土壤入渗的影响.结果表明:随着降雨的进行,东北黑土的表层结构逐渐致密,容重、抗剪强度不断增加,入渗能力下降;120... 详细信息

基于模拟降雨试验,从微结构、容重、抗剪强度角度分析了降雨过程中东北黑土结皮的发育过程特征,并探讨了黑土结皮的发育对土壤入渗的影响.结果表明:随着降雨的进行,东北黑土的表层结构逐渐致密,容重、抗剪强度不断增加,入渗能力下降;120min降雨历时内,黑土发育了厚约3～4mm的稳定结皮层,结皮发生层孔隙度下降6.45%、容重增加14.13%;消除雨滴打击后(盖网处理),结皮发育强度减弱,120min降雨历时内,结皮发生层孔隙度下降3.27%、容重增加7.11%,均小于无盖网处理,但累积入渗量较后者高41.1%.东北黑土结构稳定,雨滴打击是其结皮发育的主导因子,降雨过程中未发现明显的颗粒淋移现象.

关键词：黑土结皮发育过程入渗模拟降雨

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预分解窑系统内物料的异常结皮与起块

建筑材料学报 1998年第1期1卷 94-97页

作者：施惠生同济大学材料科学与工程学院

通过工厂实地取样，分析检测了预分解窑系统内形成的两种异常结皮和熟料大块，探讨了它们的形成机理，并提出了行之有效的防治措施．研究结果表明，预分解窑系统内物料的结皮与起块同出一源，均是由于不恰当的工艺措施引起局部物料中硫... 详细信息

通过工厂实地取样，分析检测了预分解窑系统内形成的两种异常结皮和熟料大块，探讨了它们的形成机理，并提出了行之有效的防治措施．研究结果表明，预分解窑系统内物料的结皮与起块同出一源，均是由于不恰当的工艺措施引起局部物料中硫、碱、氯等挥发性组分含量过高，导致大量特征矿物形成，从而使物料粘聚成皮或块．

关键词：水泥预分解窑结皮熟料大块

降水、土壤水分和结皮对人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林的影响

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生态学报 2007年第12期27卷 5057-5067页

作者：马全林王继和朱淑娟甘肃省荒漠化防治重点实验室&甘肃省治沙研究所

通过对石羊河下游沙井子地区不同立地类型、不同林龄人工梭梭林的大范围调查和定位观测研究,分析了主要生态因子降水、土壤水分和结皮对人工梭梭种群及其群落的影响。结果表明,梭梭对降水下限要求不严,但对降水上限有较为严格的要求,18... 详细信息

通过对石羊河下游沙井子地区不同立地类型、不同林龄人工梭梭林的大范围调查和定位观测研究,分析了主要生态因子降水、土壤水分和结皮对人工梭梭种群及其群落的影响。结果表明,梭梭对降水下限要求不严,但对降水上限有较为严格的要求,180mm降水量是建立人工梭梭林的上限;石羊河流域现存人工梭梭林基本依靠降水生存,但非连续同向的年际降水波动变化,对人工梭梭种群无明显影响,却显著影响梭梭林中草本植物物种组成、种群数量和生物产量。土壤水分是影响人工梭梭林最关键、最直接的生态因子,风沙土土壤含水率低于0.824%,梭梭死亡,介于0.824%～1.30%之间,处于退化状态,高于1.30%,生长正常;土壤水分限制梭梭生长,而梭梭生长又会进一步加剧土壤水分下降,梭梭造林8a后土壤含水率降低到1.30%,14a后降至土壤调萎系数之下,30a后又恢复到1.30%并保持稳定,残存梭梭种群生长趋于正常。结皮在起到固沙和保护梭梭免遭风蚀的同时,明显限制水分下渗并引起土壤干旱,加速了人工梭梭林的退化,破坏结皮后土壤含水率逐渐增加;同时,结皮还改变了1年生植物的种类组成及其数量。

关键词：人工梭梭林降水土壤水分结皮