原状黄土非饱和渗透试验及泾阳边坡灌溉入渗规律研究

发布时间：2020-06-17 13:01

【摘要】：滑坡是黄土高原的主要地质灾害,对人类生命财产安全造成极大威胁。降雨、灌溉、融雪等水的入渗是黄土滑坡诱发的主要原因。为了研究非饱和黄土边坡水入渗造成的孔隙水压力变化规律,揭示滑坡机理,本文取泾阳L_1、L_5和L_9原状黄土,测试了其基本物理指标和饱和渗透系数,采用激光粒度仪测试其粒度分布,压汞法测试其孔隙分布,滤纸法测试增湿土-水特征曲线(SWCC),自主研制了一套测试非饱和渗透系数与基质吸力的小型土柱试验装置,对L_5黄土进行了测试,研究获得了以下主要结果。黄土的粒度分布曲线存在2个峰,粒径分别约在0.7mm和25mm,期间有一个粒度低谷,粒径约在2.0mm;而孔隙分布也存在2个峰,孔径分别约为0.03mm和5.0mm。滤纸法测得黄土1-100 000kPa的完整土-水特征曲线,分别采用Gardner(1958)模型、Van Genuchten(1980)模型和FredlundXing(1994)模型对三层土的SWCC进行了拟合,获得进气值、残余含水率及各模型的相关参数,FredlundXing(1994)模型的拟合度最好。采用自主研制的土柱试验装置,详细研究了瞬态剖面法的测量时间间隔和断面间隔对黄土非饱和渗透函数估计的影响,将SWCC划分为饱和区、第一液态水迁移区、第二液态水迁移区和气态水迁移区,表明断面间隔和时间间隔需保证渗透过程中土中含水率在同一个区间才合理。将液态水初到点定义为湿润峰,必须保证湿润峰过断面区间。采用改进的ChildsCollis-Geroge方法结合FredlundXing模型拟合SWCC的方程,估计了渗透系数,与实测值进行了对比,表明在基质吸力小于100kPa下估计值偏大,高吸力下测试值与估计值较为一致。选用k=a(?)作为黄土的渗透函数,结合饱和渗透系数和SWCC的进气值,估计了其中的参数。采用泾阳舒唐王边坡建立地质模型,将测试所得的SWCC、渗透函数以及CU试验测得的抗剪强度参数作为输入参数,将2002年10月2日该边坡发生滑动作为稳定系数为1的已知条件,标定了模型中的流量边界,进而研究了灌溉避让距离对边坡内孔隙水压力的影响及对边坡稳定性的影响。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU444
【图文】：

地理位置,泾阳南塬,黄土

测试土样是取自泾阳南塬舒唐王家村黄土塬边（地理坐标为 108°49′4429′34″N），取样地点地理位置如图 2.1 所示。泾阳南塬位于泾河南岸于陕西省内，是渭水北部黄土台塬的组成部分，黄土覆盖较厚，塬面地形平坦，台塬直的第Ⅱ级阶地相接。同时，该地属于典型的大陆性季风气候区，夏季炎热多雨冷干燥，干湿季明显。泾阳南塬的黄土地层侧壁出露，易于取样，整个地层剖面由上到下依次被划分为黄土、Q3马兰黄土、Q3-Q2离石黄土上部和 Q1离石黄土下部，是典型的黄土-列，代表性强，取样地明显可见 S0~L10的全部地层，剖面如图 2.2 所示。Q1、分别选择 L9、L5、 L1作为这三个地层的代表土层。在出露的黄土剖面的侧壁横坑取得原状土样，距地表深度分别在 72~70m、40~42m、5~6m 取 L9、L5、

剖面图,取样点,剖面,含水率

图 2.2 取样点剖面理指标土工试验规程》(SL237-1999)，得到了 L1、L5和 L9原状试样基.1。环刀法测定天然密度，烘干法测定天然含水率，比重瓶法测限含水率，碟式液限仪测定液限含水率，并通过计算得到饱和含。表 2.1 基本物理指标表土样 L1L5L9重 Gs 3.71 3.72 3.7水率（%） 15.3 17.5 23.密度(g/cm3) 1.43 1.86 3.0度(g/cm3) 1.24 1.58 1.6

【参考文献】