生物屈服應(yīng)力出處

《力學(xué)名詞》第一版。

1993年，經(jīng)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。

泥石流的屈服應(yīng)力是反映泥石流，特別是黏性泥石流在流動(dòng)過(guò)程中的內(nèi)部應(yīng)力特征的重要參數(shù)：

τ=ρghsinθ

式中：τ為泥石流體屈服應(yīng)力（Pa）；

ρ為泥石流容重（kg·m－3）；

g為重力加速度（9.81m·s－2）；

h為泥石流的最大堆積厚度（m）。

1.泥石流的最大淤積厚度h物理意義：該泥石流在所處位置的坡度下的有一個(gè)最大淤積厚度，泥石流在淤積過(guò)程中，如果淤積厚度超過(guò)最大淤積厚度后泥石流會(huì)再次運(yùn)動(dòng)，但淤積厚度也可以小于最大淤積厚度。盡管實(shí)際泥石流的淤積厚度可能會(huì)小于最大淤積厚度，但用最大淤積厚度作為泥石流的淤積厚度對(duì)于泥石流的評(píng)估和防治會(huì)更安全。

2. 泥石流體屈服應(yīng)力τ物理意義：流體具有一定的粘性阻力，在受剪切力時(shí)，流體趨于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)作用剪切力小于某一臨界粘性阻力時(shí)，流體不會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)；當(dāng)作用剪切力大于某一臨界粘性阻力時(shí)，流體會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)；稱這一臨界粘性阻力為泥石流體屈服應(yīng)力。泥石流體屈服應(yīng)力大小可以代表泥石流的粘性強(qiáng)弱,是描述泥石流特征的重要參數(shù)。泥石流的屈服應(yīng)力與泥石流體的容重、粘粒特性和粘粒含量有關(guān),而受泥石流固體顆粒體積濃度的影響最大,且具有較好的指數(shù)相關(guān)性 。

對(duì)于粘性泥石流，τ值計(jì)算結(jié)果一般在1000~10000Pa之間，而稀性泥石流τ值一般較小。

泥石流體是由細(xì)顆粒、粗顆粒和水組成，所以泥石流體的賓漢屈服應(yīng)力的形成原因一部分來(lái)自于粘性顆粒的絮凝結(jié)構(gòu)，另一部分則來(lái)源于泥沙顆粒間的摩擦阻力。泥石流體屈服應(yīng)力的影響因子很多，除固體顆粒成份和固體顆粒濃度外，還有顆粒大小，顆粒形狀。離子種類和濃度等等。

1.固體體積濃度的影響

泥石流體中的細(xì)顆粒和砂石是泥石流體的主要固體物質(zhì)組成部分，而固體濃度直接影響著泥石流體的容重。一方面當(dāng)固體顆粒濃度增高時(shí)，粘粒之間形成聚團(tuán)。顆粒與顆粒、顆粒與聚團(tuán)之間形成網(wǎng)狀集合體，此時(shí)水被禁閉在顆粒的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，隨著固體濃度的進(jìn)一步提高，聚團(tuán)與聚團(tuán)之間會(huì)組成聚團(tuán)集合體，從而形成緊密的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。此時(shí)每一個(gè)凝膠的顆粒都有不清楚的界面，說(shuō)明顆粒表面存在一個(gè)吸附層。另一方面，由于粗顆粒表面形成一層泥膜。固體顆粒之間的接觸，由于物理吸附、機(jī)械咬合、和化學(xué)鍵的作用，顯的更為密接。各種類型的泥石流體屈服應(yīng)力隨固體顆粒體積濃度的變化也各不相同，但呈正相變化。

2.粘粒的影響

泥石流體中的粘土礦物，以蒙脫石、綠泥石、伊利石和高嶺土為主，由于他們本身的巨大比表面積、雙電層、親水性、高膨脹性、高分散性以及陽(yáng)離子吸附的表面狀態(tài)和表面吸附現(xiàn)象等屬性，致使粘土和極性水分子有著極其復(fù)雜的物理化學(xué)變化。因此粘土礦物是賦予泥石流體以結(jié)構(gòu)體和較大的選復(fù)興而具有穩(wěn)定性和極少沉淀的重要原因。

粘粒礦物的結(jié)構(gòu)形態(tài)各異，因此對(duì)泥石流體的性質(zhì)形象也不盡相同。王裕宜認(rèn)為蒙脫石屬2：1層硅酸鹽，在完全脫水時(shí)體積可以增大8-10倍；伊利石和蒙脫石結(jié)構(gòu)相似，僅缺少一個(gè)鉛硅八面體，故膨脹性差于蒙脫石；綠泥石與伊利石和蒙脫石性質(zhì)也相似。在充水時(shí)膨脹性介于伊利石和蒙脫石之間；高嶺土屬1：1硅酸鹽，晶格內(nèi)缺少同型置換，水化性、吸附性和膨脹性都最弱。而吳積善認(rèn)為不同的粘土礦物具有不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，當(dāng)泥石流的固體顆粒體積濃度和粘土百分含量相同時(shí)，蒙脫石形成的結(jié)構(gòu)要比伊利土和高嶺土形成的結(jié)構(gòu)要緊密，強(qiáng)度要大的多，而高嶺土形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最稀疏，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最小，綠泥石的性質(zhì)介于伊利土和蒙脫石之間。

3.石塊的影響

泥石流體中的石塊存在有兩種作用，一是石塊在流體中形成骨架結(jié)構(gòu)，石塊彼此接觸鑲嵌，抗剪強(qiáng)度可為其相應(yīng)泥石流漿體的十余倍；另一種是擾動(dòng)效應(yīng)，出于泥石流流速場(chǎng)中的石塊，由于上下壓力差，石塊發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)、碰撞。因此粗顆粒的增加對(duì)泥石流體屈服應(yīng)力特征值發(fā)生著重大的影響。

4.化學(xué)成份的影響

泥石流體在特定的條件下，才具有一定的絮凝穩(wěn)定性，是粘粒能保持獨(dú)立的分散狀態(tài)。在增大電解質(zhì)濃度后，由于離子交換和壓縮作用，因此電動(dòng)電位降低，水化膜變薄，使粘度增至極值。所以電動(dòng)電位和薄膜層的厚度、離子濃度等有關(guān)，又由于高價(jià)陽(yáng)離子置換低價(jià)陽(yáng)離子，促進(jìn)凝聚作用。2100433B

土壤微生物生物量氮占土壤全氮的2%～6%。與微生物生物量碳相似，不同土壤類型及生態(tài)環(huán)境下微生物生物量氮的變異很大，草地為40～496kg/hm²(平均225kg/hm²)，耕地40～385kg/hm²(平均195kg/hm²)，林地130～216kg/hm²(平均170kg/hm²)，總的趨勢(shì)是草地大于耕地大于林地。土壤微生物生物量氮在土壤中的絕對(duì)數(shù)量不大，但生物通過(guò)微生物轉(zhuǎn)化的氮素遠(yuǎn)大于施入土壤中的氮素，也大于植物帶走的氮素，表明土壤微生物生物量是土壤養(yǎng)分的源與庫(kù)。