花岗岩强风化区高液限残积土边坡稳定性分析

发布时间：2020-11-03 08:09

　　 花岗岩残积土在我国湖南地区广泛分布,其工程性质差,遇水强度剧减,易软化崩塌。在湖南湿润多雨的气候影响下,花岗岩残积土边坡经常遭受脱湿、增湿及干湿交替循环作用,容易出现浅层土体滑移、崩解、水毁等常见地质灾害,严重威胁人民的生命安全,并造成巨大经济损失。着眼于工程地质灾害的防护及工程建设的需要,本文以花岗岩残积土为研究对象,开展了花岗岩残积土土水特征曲线试验、不同干密度与饱和度下的抗剪强度试验,深入分析了花岗岩残积土抗剪强度变化特性,并利用ABAQUS有限元分析软件,模拟降雨入渗效应下花岗岩残积土边坡稳定性变化规律,总结了花岗岩残积土边坡失稳诱导因素,提出了具有实用性的花岗岩残积土边坡稳定性分析方法。本文主要研究内容如下:(1)开展花岗岩残积土室内土工试验,确定了该土样基本物理特性参数:初始密度、初始含水率、液限、塑限、最大干密度、最优含水率、比重、土体颗粒成分指标曲率系数及土体颗粒成分指标不均匀系数。根据土工试验规程中土的工程分类标准,确定该花岗岩残积土为级配不良土。(2)对花岗岩残积土开展土水特征曲线试验研究,试验结果表明:花岗岩残积土随着基质吸力的不断增大,其体积含水率减小速率逐渐增大,土水特征曲线由陡降逐渐变缓降,接近其残余含水率时,曲线逐渐平缓。花岗岩残积土的初始进气值较低,持水能力差,土水特征曲线对含水量的变化较敏感。(3)对花岗岩残积土开展了不同干密度、不同饱和度和不同垂直压力下的抗剪强度试验研究。研究表明:花岗岩残积土的黏聚力对饱和度变化敏感,黏聚力随饱和度的变化呈二次抛物线关系,且黏聚力变化具有明显的“峰值效应”。花岗岩残积土的内摩擦角随其饱和度值增大而减小,花岗岩残积土的黏聚力随着干密度的增加而增加,而内摩擦角随着干密度的增大变化值较小。最后建立了花岗岩残积土抗剪强度经验公式,可为地基支护和滑坡防护提供技术参考。(4)基于花岗岩残积土抗剪强度试验研究理论基础,对花岗岩残积土边坡进行了三维有限元模拟,深入分析了降雨入渗效应下花岗岩残积土边坡稳定性变化规律,得到了不同干密度下花岗岩残积土坡稳定性安全系数,提出了具有实用性的花岗岩残积土边坡稳定性分析方法,为花岗岩残积土坡稳定性加固及滑坡防治提供理论指导。
【学位单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU433
【部分图文】：

图 2.3 环刀法测定花岗岩残积土初始密度试样图图 2.4 烘干法测定花岗岩残积土初始含水率试样图2.3.3 比重利用比重瓶法计算土的比重。取 5 个编好瓶号的比重瓶，称量好其质量，并做好试验记录；取过 0.5mm 筛的土样 15g，分别装入到比重瓶中并称量，将比重瓶中注入半瓶蒸馏水，并均匀摇动比重瓶，以排除土中的空气，之后将装有试样

试样图率试样图2.3.3 比重利用比重瓶法计算土的比重。取 5 个编好瓶号的比重瓶，称量好其质量，做好试验记录；取过 0.5mm 筛的土样 15g，分别装入到比重瓶中并称量，将比

的比重瓶放入恒温箱内煮沸 1 小时以上，煮沸完成并冷却好，再将蒸馏水注满比重瓶并将比重瓶恒温，最后称取比重瓶试样总质量。取 5 个比重瓶为一组，计算出各个试样的比重，并确保试样比重差值不超过0.02，最后取试验数据差值最接近的两个值，取其算术平均值作为土样的比重，通过计算与检验，求得该土样的比重为SG = 2.44。
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本文编号：2868325