干濕作用下紫色土埂坎裂隙開閉演化特征

陳書翔，韋 杰,?，羅華進，甘鳳玲,

(1.重慶師范大學地理與旅游學院，401331，重慶；2.三峽庫區地表過程與環境遙感重慶市重點實驗室，401331，重慶)

埂坎通過分割坡長和減緩坡度等方式調控坡面徑流改變水動力特性，起到理水減沙作用[1]。坡耕地埂坎有土坎、石坎和土石復合坎等多種類型，其中土坎具有修筑維護成本低及生態適應性好等優勢被農民廣泛采用，占比超過65%[2]。相較于無植被覆蓋的土坎，有植被生長的土坎減蝕量可達79%～94%[3]，但土坎相比于耕作面其植被蓋度仍然較小，對干濕季周期變化更為敏感[4]。土體經干濕循環后,因其具有膨脹收縮特性而產生埂坎裂隙[5]，埂坎發生淺層變形破壞并引起埂坎土體受力不均、強度降低[6]等問題，導致埂坎穩定性下降甚至失穩垮塌。此外，干濕循環作用下裂隙演化引起的埂坎失穩屬于“漸進失穩”[7]，這與荷載超重和暴雨沖刷所引起的埂坎快速失穩情況存在較大區別。

干濕循環下土體產生的裂隙是土坎穩定性劣化的因素之一，以往研究多采用裂隙長度、寬度、面密度和面積-周長比等指標表征裂隙開裂程度[8]；裂隙網絡復雜度采用分形維數[9]、裂隙節點數和區塊數[10]等指標表征。裂隙開裂程度和網絡形態復雜度與干濕循環次數關系密切，均隨干濕循環次數增多而增大，但增幅呈逐次減小變化，其中第2次干濕循環后增幅最為明顯，后期趨于平穩[11]。因含親水礦物的土壤在干濕循環作用后其微觀結構重新排列，造成不可逆損傷，引起吸濕能力下降，導致裂隙開裂程度和復雜度隨作用次數增加呈先增大后趨于穩定變化[12]?！?br>