土壤团聚体与地面碰撞时的临界破碎速度与粒径分布

风蚀导致的土地退化是全球性问题,跃移颗粒对地表冲击是关键的土壤风蚀过程.目前,土壤团聚体在跃移运动中的破碎过程和机制尚未完全被揭示.通过室内模拟实验,探讨干燥致密的土壤团聚体在与地面碰撞时的临界破碎速度与粒径分布规律.结果表明:(1)低速冲击下,土壤团聚体与地面碰撞过程中主要以损伤状态为主,碰撞产生的裂纹沿经线平面形成贯穿裂纹;较高速度下,碰撞接触区出现锥形体导致团聚体破碎.(2)粒径、密度、抗压强度和杨氏模量共同决定临界碰撞速度.由量纲理论和实验数据给出了具体的函数关系与经验常数.(3)碰撞过程中,壤土粉尘释放量随速度变化显著,黏土、砂土、砂质黏土、壤质黏土的粉尘释放量大部分小于团聚体质量的1％.(4)碰撞后的碎片分布规律可由双参数Weibull累积分布函数描述.由于存在内部缺陷,土壤团聚体碎片分散性不同于玻璃、陶瓷等常规脆性材料.