含碎石粉质粘土松散堆积体降雨入渗条件下内部稳定性的影响因素研究

发布时间：2020-06-19 03:41

【摘要】：针对奉节县康乐镇李坪村苦草坪“8.31特大暴雨”后某非涉水堆积体分布区域特征调查中发现,某些裂缝的变形方向与滑坡主滑方向存在较大差异,部分建筑物墙面出现明显的“八字形”裂缝。认为降雨条件下堆积体的变形规律,除了考虑因降雨导致边坡土-水两场耦合变化而引起的滑移外,还必须考虑因堆积体自身的强渗透性、高孔隙率而导致细颗粒侵蚀进而引起的沉降变形。为了针对松散堆积体进行降雨条件下内部稳定性参数研究,自行开发简易的渗流侵蚀实验装置,制定混合侵蚀流体土、水分离的实验方案,利用从滑坡现场取得的实验材料按不同孔隙率、不同颗粒级配、不同土石混合比制备不同参数的试样,借助新开发的实验装置以及实验方案针对不同参数的试样进行渗流侵蚀实验,实验结果表明:(1)自行开发的简易渗流实验侵蚀装置能够有效地模拟降雨条件下土体可能的侵蚀过程,依据制定的侵蚀混合流体土、水分离实验方案可实时地捕捉到侵蚀过程中水力梯度、粘土颗粒侵蚀速率、固体颗粒侵蚀速率、出渗流体侵蚀速率等侵蚀参数在渗流过程中的变化。(2)完整的侵蚀破坏过程大致可以分为四个阶段,即侵蚀启动阶段、稳定变化阶段、加速破坏阶段、破坏结束阶段,并且每个阶段都具有明显区别的特征。水力梯度变化历程中存在着三个临界水力梯度,即侵蚀启动临界水力梯度、骨架变形水力梯度、以及侵蚀停止水力梯度。(3)导致松散堆积体发生渗流侵蚀的两个关键因素为水力剪应力以及有效孔隙直径,当水力剪应力大于临界水力剪应力且颗粒粒径小于土体有效孔隙直径时,土体才会发生内部不稳定现象;临界水力剪应力由于考虑了试样的孔隙率、渗透系数等水力特征相比于临界水力梯度更加符合评定内部稳定性指数。(4)相比于间断颗粒级配试样,连续颗粒级配试样具有更高的内部稳定性;基于Terzaghi过滤标准的Kezdi标准相对于KenneyLau标准以及Burenkova标准评价松散堆积体内部稳定性更加合理。(5)30%以及70%界限细颗粒质量分数可将混合体结构划分为粗颗粒骨架结构、粗-细颗粒骨架结构、细颗粒骨架结构,骨架结构确定了混合体的抗剪强度、抗剪强度参数、渗透性等物理力学参数;粗-细颗粒骨架结构试样相比于其他类型骨架结构试样内部稳定性最差。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P642.2
【图文】：

照片,实验设备,照片,储水箱

图 2.1 实验装置示意图Fig 2.1 Schematic of the testing apparatus上游水头测量管渗透室出渗流体收集杯顶板中间板底板螺纹杆螺帽入渗储水箱电子秤水头控制储水箱硅胶管

元件,实验装置,上游水,试样

H为试样上下游的水头（m/m）；1H 为上游水头(m)；2H 为下游水头(m)，且2H 0（下游出渗面与大气相连）； L为试样的高度(m)。由此可知，降雨模拟过程中，如果累积雨量未达到上游水头测量管的溢流管前，土体的渗流模式为变水头渗流，超过之后则变为常水头渗流。(a)可调速蠕动泵（b）装有试样的渗流室

【参考文献】