西北干旱区遗址夯土崩解特征与基质吸力关联性研究

摘要

夯土降水流失是西北干旱地区夯土遗址缓慢消亡的主要形式之一，然而，与夯土水土流失相关的研究工作尚未得到有效开展。本文通过15处遗址夯土（包含3种气候区域和5个朝代）的精细化崩解过程试验和土水特征试验，开展时空序列下遗址夯土崩解特征与基质吸力关联性研究。结果表明：基质势的梯度变化和吸力-时间变化率是决定遗址夯土崩解特征呈现显著分类性和时空性规律的主要原因。其中，相比崩解过程仅包含吸湿软化阶段和稳定阶段的难崩解型夯土，11处易崩解型夯土时空性规律更为显著。易崩解型夯土吸湿软化阶段的吸湿速率排序为极端干旱区>干旱区>半干旱区，崩解阶段的崩解速率排序为半干旱区>极端干旱区>干旱区和明代>汉代>清代>唐代>宋代；各崩解特征指标与吸力-时间变化率之间存在较好的指数型增函数量化关系，相关系数均大于0.8；吸湿软化阶段的吸力-时间变化率2 000 kPa/s可作为判别崩解类型的阈值条件。

关键词

夯土 / 崩解特征 / 分类性 / 时空性 / 基质吸力 / 基质势 / 吸力-时间变化率