干湿循环效应下花岗岩残积土边坡土体工程特性及稳定性分析

发布时间：2020-09-20 20:29

　　花岗岩残积土在我国东南沿海,尤其是福建地区广泛分布,由于花岗岩残积土边坡常常直接暴露于自然环境中,受季节性气候因素的影响,边坡土体长期经历降雨入渗和干燥脱湿的循环作用,使得土体状态反复处于交替变化过程,导致其强度发生变化,进而影响边坡稳定性。因此,本文以福建地区典型的花岗岩残积土为研究对象,通过开展室内干湿循环强度试验、渗透试验、SEM试验,从宏观和微观两个角度深入探讨了干湿循环下花岗岩残积土强度衰减规律和渗透性能变化,并进一步分析干湿循环效应和降雨入渗作用对花岗岩残积土边坡稳定性的影响。本文的主要工作和结果如下:(1)对花岗岩残积土原状样和重塑样开展干湿循环强度试验,分析研究了干湿循环下花岗岩残积土抗剪强度随干湿循环次数的变化规律,黏聚力c逐渐降低,内摩擦角φ基本不变。在此基础上,建立了花岗岩残积土抗剪强度指标与循环次数之间的经验公式,且得出了花岗岩残积土强度衰减规律。(2)对花岗岩残积土原状样和重塑样开展干湿循环渗透试验,分析研究了干湿循环下花岗岩残积土渗透性能随干湿循环次数的变化规律,随着干湿循环次数增加,其渗透系数k逐渐变大。(3)对花岗岩残积土原状样和重塑样开展干湿循环SEM试验,从微观角度定性分析花岗岩残积土强度劣化机制,并且通过灰关联分析方法进行了花岗岩残积土宏观力学强度与微观结构参数的关联性研究,得到了干湿循环下花岗岩残积土微观参数与抗剪强度的关联度分析结果。(4)把室内试验确定的不同干湿循环次数下花岗岩残积土的强度参数与工程实践资料相结合,并针对实际边坡,利用Geo-Studio软件,分别分析不同干湿循环次数下花岗岩残积土强度参数对边坡稳定性的影响,以及干湿循环下劣化参数加上考虑渗流作用情况下的边坡稳定分析,发现在干湿循环作用下,边坡安全系数逐渐降低,在考虑降雨入渗情况下,边坡稳定性进一步变差。
【学位单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU43
【部分图文】：

粒度分布,土样,干湿循环,粒度分布曲线

成黏土矿物，大于２ｍｍ石英砂颗粒平均含量约１４．６％。切面较粗糙，干强度中逡逑等，幵性低，无摇震反应，遇水易软化、崩解。按照ＧＢ／Ｔ５０〖２３－１９９９《土工试逡逑验方法标准》测得土样基本物理性质如表２－１，粒度分布如表２－２和图２－１。逡逑逦表２－邋１试验土样基本物理性质逦逡逑天然孔隙比＂＂＂＂＾逡逑逦／（ｇ．ｃｍ．３）逦／％逦／％逦／％逡逑２．６３逦Ｌ８３５逦２０．３６逦０Ｊ２５逦４＾２逦３０．５逡逑逦表２－邋２邋土样粒度分布逦逡逑粒径／ｍｍ逦１０－５逦５－２逦２－１逦１－０．５逦０．５－０．２５逦０．２５－０．０７５逦＜０．０７５逡逑含量／％逦３．２逦２４．４逦６．４逦８．５逦３．８逦１３．３逦４０．４逡逑７逡逑

土样质量,土样制备,土样,环刀

的天然含水率２０．３６％。下面介绍具体试验步骤：逡逑根据土工试验测得的土样含水率和密度，计算出试验土样含水率达到丨２％逡逑时的质量；将试验：丨：样放入供箱中脱湿（图２－５），在此过程中，每隔一小时对逡逑土样称重一次，直到将土样含水率控制在１２％，停止干燥脱水，用保鲜膜将试逡逑验土样包好，密封养护２４小时，使试样内部水分均匀；采用抽真空饱和法将养逡逑护后的试验土样进行抽气饱和，在此过程中，使用叠式饱和器将试验土样固定逡逑放入饱和缸，以减少饱和过程中试验土样体积变化，抽气２小时，泡水１０小时，逡逑饱和后将试验土样取出，用保鲜膜包裹密封养护２４小时；将饱和后的试样再一逡逑次放入烘箱中进行千燥脱水，当试验土样含水率达到天然含水率２０．３６％时，停逡逑止脱水，用保鲜膜将试验土样包好，密封养护２４小时，使试验土样内部水分均逡逑匀；至此就完成了一次干湿循环。以此类推

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干湿循环试验路径示意图

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