花岗岩残积土物性电化学表征及斜坡稳定角研究

发布时间：2020-05-28 07:56

【摘要】：花岗岩残积土在湖南区域内广泛分布,其受矿物成分、风化程度、粒径组成等因素影响而具有特殊的物理力学性质。持续强降雨作用下,花岗岩残积土斜坡极易发生失稳破坏,且其失稳具有较强的隐蔽性及大变形的突发性。为评估与预测该类斜坡的稳定性,丰富临界判识条件,论文从斜坡形态的稳定特征开展研究。基于花岗岩残积土的交流阻抗测试,分析花岗岩残积土物理力学特性的电化学表征关系。在此基础上,试验测试花岗岩残积土休止角,探究休止角与含水率的关系。通过室内降雨坡体失稳模型试验,观测坡体失稳破坏的降雨时长、降雨作用下滑移失稳角及饱水稳定角。研究成果为花岗岩残积土斜坡稳定性评估及预测提供科学依据。研究的主要结论如下:1、开展了花岗岩残积土电化学阻抗谱特征值与含水率、密度及抗剪强度的关联性分析,提出了能反映其物理力学性质变化的等效电路。虚实阻抗增量及高频极值均随含水率和密度增大呈现显著减小并趋于收敛的特征;抗剪强度与虚实阻抗增量对密度、含水率改变的响应基本一致;特征电容随抗剪强度增大呈线性减小,特征阻抗随抗剪强度增大而增大;等效电路的虚实部阻抗系数随含水率和密度增大呈现减小。2、探讨了花岗岩残积土粒径大小、含水率与休止角之间的关系。粒径小于0.5mm之后其休止角急剧的增大,得到对花岗岩残积土休止角大小影响的临界粒径为0.5mm。小于0.5mm粒径含量越多,土体的休止角越大。花岗岩残积土在未达到饱和含水率之前,含水率增大有利于休止角增大。花岗岩残积土含水率由0%增大至20%,休止角由33°增长至44°。当含水率接近土体饱和含水率时,休止角会急剧的减小。3、通过降雨模型试验,提出了花岗岩残积土斜坡形态稳定判断值。花岗岩残积土初始含水率为10%,堆积密度为1.5g/cm~3,在降雨强度82mm/h暴雨持续降雨36分钟左右,大于43°的花岗岩残积土斜坡存在失稳可能。且土体含水率达到30%,斜坡将发生侵水滑移现象,斜坡侵水滑移后饱水稳定角为25°。
【图文】：

图 1-1 湖南地质灾害分布点及花岗岩地貌分布范围1.2 国内外研究现状1.2.1 花岗岩残积土物理力学特性的测试方法花岗岩残积土的特殊性:湖南省的湘中、湘东南、湘东北为岩浆岩发育区域，岩浆岩出露约 1.7 万 m3，，以花岗岩类为主，占全省面积 8.1%。依据侵入时代可以分为雪峰期花岗岩、加里东期花岗岩、印支期花岗岩和燕山期花岗岩。雪峰期花岗岩仅在浏阳县大围山范围内分布，岩性为片麻状英云闪长岩。加里东期花岗岩分布在桃江、白马山、彭公庙、炎陵一带，主要为正长花岗岩、黑云母二长花岗岩及花岗岩闪长花岗岩三种。印支期花岗岩分布范围仅次于燕山期，出露在伪山、关帝庙、紫云山、骑田岭区域内，以正长花岗岩和二长花岗岩为主。燕山早期为岩浆岩活动的高峰期，湘东北和湘东南一带广泛分布着燕山早期花岗岩，燕山早期花岗岩属酸性、中酸性岩[3]，岩石类型以花岗闪长岩和角闪石斑状花岗岩

本文技术路线
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU43

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本文编号：2684944