藏东地区斜坡土壤冻融侵蚀力学机制及敏感性分析

黄海, 田尤, 刘建康, 张佳佳, 杨东旭, 杨顺

The mechanism and sensitivity analysis of soil freeze-thaw erosion on slope in eastern Tibet

HUANG Hai, TIAN You, LIU Jiankang, ZHANG Jiajia, YANG Dongxu, YANG Shun

表2 块状土体受力及计算公式

Tab. 2 The force analysis of the soil freeze-thaw erosion

受力类型	序号	受力名称	计算公式	参数意义	主要影响因素
$下滑力 F_{h}$	1	$重力分量 F_{w}$	$F_{w} = W \times \sin α$	$W 为土体重力; α 为坡度$	土体厚度、地形坡度
	2	$上部土体压力 f_{2}$	$f_{2} = {F_{h}}^{s} - {F_{z}}^{s}$	$\begin{array}{l} {F_{h}}^{s} 为上部土体的下滑力; \\ {F_{z}}^{s} 为上部土体的阻滑力; \\ 当土体稳定时, 压力为 0 \end{array}$	多因素控制
	3	$径流冲压力 P$	$P = h \times ρ \times v^{2}$	$\begin{array}{l} h 为径流深; ρ 为流体容重; \\ v 为流体速度 \end{array}$	汇流面积、气候、坡度
$阻滑力 F_{z}$	1	$层面摩擦力 F$	F=C+(F_W/L-F_f)×tanφ	$\begin{array}{l} c 为土体层间粘聚力; \\ L 为土块剖面长度; \\ φ 为土体层间内摩擦角 \end{array}$	岩性、土体结构及厚度
	2	$根系锚固力 f_{1}$	$f_{1} = 2 π μrl \times N$	$\begin{array}{l} r 为根系平均直径; \\ l 为根系进入下层土体长度; \\ μ 为根 — 土摩擦系数; \\ N 为土体对根系的平均压力 \end{array}$	植被种类
	3	$下部土体顶托力 f_{3}$	$f_{3} = {F_{z}}^{X} - {F_{h}}^{X}$	$\begin{array}{l} {F_{h}}^{X} 为下部土体的下滑力; \\ {F_{z}}^{X} 为下部土体的阻滑力; \\ 当下部土体失稳时, 顶托力为 0 \end{array}$	多因素控制
浮托力	1	$\begin{array}{l} 土块上下游动水压 \\ 力差产生浮托力 F_{f} \end{array}$	$F_{f} = \frac{1}{2} \times K \times Δ H \times γ_{w}$	$\begin{array}{l} K 为折减系数; \\ Δ H 为土块上下游水位差; \\ γ_{w} 为水的重度 \end{array}$	径流深度