基于剪切波波速与含水率的抗剪强度测量方法的研究

发布时间：2018-12-15 18:05

【摘要】：滑坡是常见的地质灾害之一。我国地质环境复杂,降水集中,这造成了滑坡易发、多发的情况,对人民的生命财产安全造成巨大威胁。滑坡的发生是因为土发生剪切破坏,形成破坏面,当破坏面扩大,连接成片后土体滑动,形成滑坡。土的抗剪强度是指一定应力状态下,土体能够抵抗剪切破坏的极限能力,数值上等于土体发生剪切破坏时的剪应力。对土的抗剪强度进行实时监测,并根据监测点现场土体受力情况可以有效地对滑坡进行前兆预测。本文首先对土的抗剪强度的相关理论进行阐述,包括抗剪强度的相关概念,国内外抗剪强度测量技术的现状,抗剪强度与剪切波波速、含水率之间的关系。其次对土的剪切波波速的测量方法进行研究,阐述了剪切波波速的相关理论以及目前国内外的测量方法;提出了一种利用压电弯曲元测量抗剪强度的方法。然后设计了实验验证了本文提出的压电弯曲元测量抗剪强度方法的可行性,并对杭州地区的软粘土重塑土分别用非饱和土直剪仪和本文提出的方法进行了抗剪强度测量,比较了两者得到的数据,拟合出针对该土样的抗剪强度与剪切波波速、含水率的模型,并将实测数据与该模型进行对比,结果表明该模型能满足测量要求。项目对基于剪切波波速与含水率的抗剪强度监测系统进行了研究,取得了相应的数据,为进一步的研究奠定了基础。
[Abstract]:Landslide is one of the common geological hazards. The geological environment of our country is complex and the precipitation is concentrated, which makes landslides easy to occur and frequent, and poses a great threat to the safety of people's life and property. The occurrence of landslide is caused by the shear failure of soil and the formation of failure surface. When the failure surface is enlarged and the soil is connected into pieces, the soil slips and forms a landslide. The shear strength of soil refers to the ultimate ability of soil to resist shear failure under certain stress state, which is equal to the shear stress of soil when shear failure occurs. The shear strength of the soil is monitored in real time, and the precursor prediction of landslide can be carried out effectively according to the stress condition of the soil on the spot. In this paper, the related theory of shear strength of soil is introduced, including the concept of shear strength, the present situation of shear strength measurement technology at home and abroad, and the relationship between shear strength and shear wave velocity and moisture content. Secondly, the measurement method of shear wave velocity of soil is studied, the related theory of shear wave velocity and the domestic and foreign measurement methods are expounded, and a method of measuring shear strength using piezoelectric bending element is put forward. Then the feasibility of the piezoelectric bending element method for measuring the shear strength of the soft clay remolded soil in Hangzhou area is verified by designing experiments, and the shear strength of the soft clay remolded soil in Hangzhou area is measured by the unsaturated soil direct shear apparatus and the method proposed in this paper. The model of shear strength, shear wave velocity and moisture content of the soil sample is fitted, and the measured data are compared with the model. The results show that the model can meet the requirement of measurement. The paper studies the shear strength monitoring system based on shear wave velocity and moisture content, and obtains the corresponding data, which lays a foundation for further research.
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P642.22;TU411.7

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本文编号：2381066