干湿循环条件下红砂岩软弱夹层强度及微结构关联性研究
发布时间：2021-03-25 10:34
近些年,受全球气候变化影响,极旱极涝交替出现的极端气候事件在我国频繁发生,且频率呈逐年上升态势。频发的极端天气事件对地质环境具有较大影响,造成岩土体长期处于干湿交替环境,导致风化作用加剧,岩土结构破坏、失衡,自稳能力降低,物理力学性质改变。因此,极端气候事件对于地质体,特别是具有特殊工程性质的岩土结构,如对红砂岩的稳定性产生不利影响,造成红砂岩边坡失稳频繁发生。红砂岩软弱夹层对顺层边坡稳定性起着控制作用,开展干湿循环条件下红砂岩软弱夹层强度及微结构变化规律研究,对极早极涝交替出现的极端气候条件下红砂岩边坡稳定性分析具有一定的指导意义。本文以湖南湘潭地区红砂岩软弱夹层为研究对象,采用扫描电镜试验、XRD衍射试验、直剪试验以及直剪蠕变试验,研究了红砂岩软弱夹层在常温浸水与60℃干燥（当地夏季平均地表最高温度）的干湿循环试验条件下的抗剪强度与蠕变特性以及微结构变化规律。在将微结构参数定量化的基础上,通过相关分析以及多元回归分析-逐步回归,获得了影响其力学特性显著的微结构参数,构建了主要微结构参数与强度之间数学关系。本文主要内容与结果如下:（1）通过直剪试验,红砂岩软弱夹层在干湿循环1～5次后...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３吉常高速公路ＶＫ１９０＋２００？６５０段朱雀洞滑坡??
?防灾减灾工程提供科学合理的依据。??＿??图１．１常吉高速公路泸溪段山体滑坡现场?图１．２衡枣高速ＫＩ６７＋７６０？Ｋ１６７＋９２０段滑坡??图１．３吉常高速公路ＶＫ１９０＋２００？６５０段朱雀洞滑坡??１．２国内外研究现状??１．２．１干湿循环作用对岩土强度研究现状??法国工程师Ｃ．Ａ．Ｃｏｕｌｕｍｂ是最先研究岩土体强度理论，他首先利用砂土进行了剪切试验，??在此基础进行了分析研究，之后便提出了土体抗剪强度这一著名理论，也被称为库仑公式。??随后，Ｍｏｈｒ?（１９１０年）在库伦理论研宄的基础上提出了摩尔－库伦强度理论，即作用在土的??破坏面上的正应力的线性函数为抗剪强度。??近些年，由于全球变暖的原因，对自然生态系统的平衡产生了极大的负面影响，导致旱??涝交替等恶劣的灾害性气候情况时有发生，由于气候的周期性变化，在极旱、极涝或旱涝交??替的干湿循环条件下，岩土体始终处于非饱和与饱和动态交替状态，致使该状态下岩土体的??物理力学性质同样处于动态变化过程中，经过反复的干湿循环，可能导致岩土体整体强度蜕??化。这对工程地区的建筑物地基、边坡以及路堤的长期稳定性有重要影响［２１Ｌ因此
２０１７年３月降雨量急剧增大，导致坡体局部出现滑动。经过对局部滑塌剖面的倾向、??倾角实测得到，该红砂岩软弱夹层呈现明显的顺层倾向，且夹层呈连续分布，其倾角为７？??１２。，厚度为５？５０?ｃｍ不等，局部出现较明显错动（如图２．１）。因为软弱夹层其表面受风化??作用影响较大，且层薄，厚度变化相对较大，在对原状样取样时存在一定的难度。因此，此??次取样是在剥离软弱夹层风化表层２０?ｃｍ后挖取软弱夹层试样，装袋进行密封保存，以备待??用。经室内试验测定，试样天然密度、比重、天然含水率分别为：１．９８?ｇ／ｃｍ３，?２．２１３，?１０．２％。??麵??图２．１红砂岩软弱夹层取样点??２．２颗粒分析试验??２．２．１试验概况??岩土体颗粒的大小、矿物成分组成及软弱夹层的地质环境是决定软弱夹层物理力学性质??的主要因素。而颗粒分析试验是分析颗粒大小组成的主要试验方法，因而有必要对红砂岩软??弱夹层进行颗粒分析试验，从而定量的描述红砂岩软弱夹层中各个粒组含量。??本试验采用筛分法分析，试验方法参照〗ＴＧＥ４０－２００７公路土工试验规程［５８］，筛分试验是??使用一套孔径不同的标准分析筛把大小不同的混合＿物料按筛孔的大小进行分组，通过称量各??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]固化疏浚土宏-微观力学特性室内试验研究[J]. 史旦达,齐梦菊,许冰沁,刘文白. 长江科学院院报. 2018(01)
[2]考虑干湿循环作用泥质砂岩的强度与破坏准则研究[J]. 刘新荣,王子娟,傅晏,张梁,袁文,缪露莉. 岩土力学. 2017(12)
[3]干湿循环作用下长沙绕城高速公路粉质黏土的损伤特性[J]. 李文,曾胜,赵健,刘盼. 中南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[4]黄土基岩接触面滑坡滑带土物理力学特性及微观结构[J]. 王雷,赵法锁,程晓辉,齐笛,王瑞. 地球科学与环境学报. 2017(03)
[5]干湿循环对非饱和膨胀土抗剪强度影响的试验研究[J]. 徐丹,唐朝生,冷挺,李运生,张岩,王侃,施斌. 地学前缘. 2018(01)
[6]干湿循环下黄土强度衰减与结构强度试验研究[J]. 袁志辉,倪万魁,唐春,胡盛明,甘建军. 岩土力学. 2017(07)
[7]基于剩余强度退化的膨胀土非线性疲劳损伤模型[J]. 黄国林,韦秉旭. 工业建筑. 2016(09)
[8]酸性干湿循环对泥质砂岩强度特性劣化影响研究[J]. 刘新荣,李栋梁,王震,张梁. 岩石力学与工程学报. 2016(08)
[9]红砂岩边坡降雨入渗变形机理分析[J]. 余靖辉,付敏,穆程,王博. 公路工程. 2016(02)
[10]干湿循环对泥质砂岩力学特性及其微细观结构影响研究[J]. 刘新荣,李栋梁,张梁,王震. 岩土工程学报. 2016(07)
博士论文
[1]干湿循环下黄土的强度及微结构变化机理研究[D]. 袁志辉.长安大学 2015
硕士论文
[1]干湿循环对黄土抗剪强度和结构性及边坡稳定性影响的研究[D]. 王晓亮.西安理工大学 2017
[2]红砂岩工程特性的试验研究及应用[D]. 甘文宁.合肥工业大学 2014
[3]湘西红砂岩的工程地质特征与工程边坡的稳定性分析[D]. 储文静.中南大学 2009
本文编号：3099540
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３吉常高速公路ＶＫ１９０＋２００？６５０段朱雀洞滑坡??
?防灾减灾工程提供科学合理的依据。??＿??图１．１常吉高速公路泸溪段山体滑坡现场?图１．２衡枣高速ＫＩ６７＋７６０？Ｋ１６７＋９２０段滑坡??图１．３吉常高速公路ＶＫ１９０＋２００？６５０段朱雀洞滑坡??１．２国内外研究现状??１．２．１干湿循环作用对岩土强度研究现状??法国工程师Ｃ．Ａ．Ｃｏｕｌｕｍｂ是最先研究岩土体强度理论，他首先利用砂土进行了剪切试验，??在此基础进行了分析研究，之后便提出了土体抗剪强度这一著名理论，也被称为库仑公式。??随后，Ｍｏｈｒ?（１９１０年）在库伦理论研宄的基础上提出了摩尔－库伦强度理论，即作用在土的??破坏面上的正应力的线性函数为抗剪强度。??近些年，由于全球变暖的原因，对自然生态系统的平衡产生了极大的负面影响，导致旱??涝交替等恶劣的灾害性气候情况时有发生，由于气候的周期性变化，在极旱、极涝或旱涝交??替的干湿循环条件下，岩土体始终处于非饱和与饱和动态交替状态，致使该状态下岩土体的??物理力学性质同样处于动态变化过程中，经过反复的干湿循环，可能导致岩土体整体强度蜕??化。这对工程地区的建筑物地基、边坡以及路堤的长期稳定性有重要影响［２１Ｌ因此
２０１７年３月降雨量急剧增大，导致坡体局部出现滑动。经过对局部滑塌剖面的倾向、??倾角实测得到，该红砂岩软弱夹层呈现明显的顺层倾向，且夹层呈连续分布，其倾角为７？??１２。，厚度为５？５０?ｃｍ不等，局部出现较明显错动（如图２．１）。因为软弱夹层其表面受风化??作用影响较大，且层薄，厚度变化相对较大，在对原状样取样时存在一定的难度。因此，此??次取样是在剥离软弱夹层风化表层２０?ｃｍ后挖取软弱夹层试样，装袋进行密封保存，以备待??用。经室内试验测定，试样天然密度、比重、天然含水率分别为：１．９８?ｇ／ｃｍ３，?２．２１３，?１０．２％。??麵??图２．１红砂岩软弱夹层取样点??２．２颗粒分析试验??２．２．１试验概况??岩土体颗粒的大小、矿物成分组成及软弱夹层的地质环境是决定软弱夹层物理力学性质??的主要因素。而颗粒分析试验是分析颗粒大小组成的主要试验方法，因而有必要对红砂岩软??弱夹层进行颗粒分析试验，从而定量的描述红砂岩软弱夹层中各个粒组含量。??本试验采用筛分法分析，试验方法参照〗ＴＧＥ４０－２００７公路土工试验规程［５８］，筛分试验是??使用一套孔径不同的标准分析筛把大小不同的混合＿物料按筛孔的大小进行分组，通过称量各??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]固化疏浚土宏-微观力学特性室内试验研究[J]. 史旦达,齐梦菊,许冰沁,刘文白. 长江科学院院报. 2018(01)
[2]考虑干湿循环作用泥质砂岩的强度与破坏准则研究[J]. 刘新荣,王子娟,傅晏,张梁,袁文,缪露莉. 岩土力学. 2017(12)
[3]干湿循环作用下长沙绕城高速公路粉质黏土的损伤特性[J]. 李文,曾胜,赵健,刘盼. 中南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[4]黄土基岩接触面滑坡滑带土物理力学特性及微观结构[J]. 王雷,赵法锁,程晓辉,齐笛,王瑞. 地球科学与环境学报. 2017(03)
[5]干湿循环对非饱和膨胀土抗剪强度影响的试验研究[J]. 徐丹,唐朝生,冷挺,李运生,张岩,王侃,施斌. 地学前缘. 2018(01)
[6]干湿循环下黄土强度衰减与结构强度试验研究[J]. 袁志辉,倪万魁,唐春,胡盛明,甘建军. 岩土力学. 2017(07)
[7]基于剩余强度退化的膨胀土非线性疲劳损伤模型[J]. 黄国林,韦秉旭. 工业建筑. 2016(09)
[8]酸性干湿循环对泥质砂岩强度特性劣化影响研究[J]. 刘新荣,李栋梁,王震,张梁. 岩石力学与工程学报. 2016(08)
[9]红砂岩边坡降雨入渗变形机理分析[J]. 余靖辉,付敏,穆程,王博. 公路工程. 2016(02)
[10]干湿循环对泥质砂岩力学特性及其微细观结构影响研究[J]. 刘新荣,李栋梁,张梁,王震. 岩土工程学报. 2016(07)
博士论文
[1]干湿循环下黄土的强度及微结构变化机理研究[D]. 袁志辉.长安大学 2015
硕士论文
[1]干湿循环对黄土抗剪强度和结构性及边坡稳定性影响的研究[D]. 王晓亮.西安理工大学 2017
[2]红砂岩工程特性的试验研究及应用[D]. 甘文宁.合肥工业大学 2014
[3]湘西红砂岩的工程地质特征与工程边坡的稳定性分析[D]. 储文静.中南大学 2009
本文编号：3099540
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