黄土边坡坡面浅表层破坏机理研究

发布时间：2020-06-21 16:02

【摘要】：我国是黄土分布范围较广国家,占全国陆地面积总量的7%左右。在当前诸多的关于黄土的工程地质问题当中,黄土边坡失稳破坏的问题较为常见,一般分为坡体失稳破坏及坡面失稳破坏。黄土边坡坡面部位的土体由于常年暴露于自然环境中,受各种的外界因素的影响,诸如风力剥蚀及降雨侵蚀等,促使边坡表面土体性质降低,形成坡面剥蚀、冲沟、坡面湿陷以及小型的崩塌、滑塌等,最终导致坡面失稳破坏。而黄土边坡坡面的失稳破坏又会进一步导致整个边坡坡体的破坏,因此研究影响黄土边坡坡面稳定的因素及黄土边坡坡面破坏机理是刻不容缓的。本文在收集相关资料的基础上充分调查研究区内黄土边坡土体的结构特征和坡面失稳破坏特征,对影响黄土边坡坡面失稳破坏的影响因素进行分析;现场采集不同侧向深度的土样并进行室内试验,总结随着侧向深度的加深,坡面土体物理力学性质的变化规律;结合室内试验结果,运用MI DAS/GTS有限元软件,建立四种边坡模型:即原始边坡(未受风化、降雨等因素影响)、风化层0.3m、风化层0.6m,风化层1.0m,通过这四种模型模拟黄土边坡坡面受风化等因素影响的土体随着时间的流逝,其深度不断增加的情况下边坡坡面的稳定性,并通过数值模拟结果揭示黄土边坡坡面浅表层破坏机理。论文的主要工作内容及研究成果如下:(1)通过区域资料收集与现场勘查,发现黄土边坡坡面破坏主要是由于外界诸多因素的影响如风力剥蚀、降雨冲刷、人类活动等。在这些因素的共同作用下导致坡面土体结构破坏、强度下降。故现场根据黄土边坡不同地层、不同侧向深度采集土样并进行室内试验分析。(2)通过对试验结果进行分析,总结黄土边坡不同土层、不同侧向深度的土体物理力学性质的变化规律。可以看出,黄土边坡坡面土体的物理力学性质不仅与土层有关,也与土体在坡面的不同位置及侧向深度有关:随着侧向深度的不断加深,土体结构更加密实,孔隙相对更少,性质相对更好;随着土层垂向深度的加深,深部土体所承受的自重应力较上部土体更大,相应的深部土体的结构更加密实,孔隙相对更少。(3)通过数值模拟结果分析得出,随着坡面受风化等影响的土体深度不断加深,坡体稳定性逐渐降低;随着坡面受风化等影响的土体深度不断加深,坡面位移量逐渐增大,且坡面中部及下部位移量最大;最大、最小主应力在坡面受风化等侵蚀影响土体与原始坡体的接触面处集中分布;最大剪应变带在坡面处集中分布,且随着坡面受风化等侵蚀影响土体深度的加深,应变带与坡面的夹角逐渐减小,最终与坡面近似平行分布。
【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】：

概况,终南山,汽车站,村委会

第二章研究区区域地质环境概况第二章区域地质环境概况2.1 地理位置研究区地处西安市长安区王曲街办中甘村村委会北侧，中心地理坐标为东经108°58′11.360，北纬 34°02′54.710。中甘村位于终南山汽车站北侧，村南有关中环线（S107）穿过，同时研究区周边分布有西弥路、申弥路等公路，交通便利，图 2.1。

遥感影像图,土质,姜石,第四系

图 2.2 研究区地形地貌遥感影像图层岩性研究区出露土层主要为：（1）第四系中更新统风积黄土层（Q2eol）：分布在黄土台塬区中下部，在出露。以深黄或棕黄色粉质粘土为主，为坡体主要组成物质，土质稍密至隙较发育，含钙质结核，中部夹有一层古土壤层，呈褐黄至红褐色，土质姜石（粒径 3~10cm）呈带状零星分布。（2）第四系上更新统黄土层（Q3eol）：分布于黄土台塬区上部，为坡体主岩性以浅黄色或淡黄色粉土为主，粉粒成分含量较高，土质均匀，质地疏松隙，竖向节理、裂隙发育，具轻微湿陷性，遇水易软化，稳定性差，含有及少量蜗牛壳。土质紧密，含少量姜石（粒径 3~10cm）呈带状零星分布（3）第四系全新统人工堆积层（Q4ml）：广泛分布于治理区周边有人类工

【参考文献】