含水量对黄土强度特性影响的研究

发布时间：2017-09-15 21:20

  本文关键词：含水量对黄土强度特性影响的研究

  更多相关文章： 黄土滑坡 含水量 抗剪强度 残余强度 结构强度 高速远程滑坡

【摘要】：黄土高原地区易发生滑坡、崩塌等地质灾害,极大地危害了人类的生命安全,同时给经济发展带来惨重损失,因此研究黄土的强度特性及黄土滑坡的诱发机制具有重要意义。究其本质,黄土是一种土颗粒间黏结作用力易受外界因素影响的粉质土-粉质黏土。作为一种特殊土,黄土具有大孔隙、垂直节理发育、遇水湿陷、沉积层理不明显等特点,同时,由于黄土层与其下覆地层(如风化泥岩层、河流冲积黏土层等)物理性质、水理及强度变形方面的差异性,在降雨或灌溉等水的作用下,易发生滑坡。本文从水对黄土强度特性影响的角度出发,以泾河南塬典型黄土为主要研究对象,在对黄土滑坡灾害进行野外地质调查、室内试验基础上,系统研究了水对黄土强度弱化的作用规律,最后结合典型黄土滑坡实例,分析其滑动特征,并探讨其诱发机制。本文主要内容如下:(1)通过对探井不同深度处原状土样的直剪试验,研究了土体在不同含水率状态下的变形破坏特征和强度弱化规律,分析发现:土体含水率升高时,土体的应变特征逐渐由应变软化型过渡到应变硬化型,且固结正应力水平的提高使土体的应变硬化特性更加明显;水对低含水率土样的抗剪强度软化效应比对高含水率土样更明显,水分对黄土强度弱化作用的内在机制是使黄土颗粒间的胶结作用弱化,并且水对土颗粒间错动时的摩擦阻力大小无影响。(2)通过开展原状土体的残余剪切试验,研究了土体的残余强度及变形特征,发现研究区内的天然黄土第一次剪切破坏时不具有应变软化特征;土体的强度随剪切位移呈增长趋势,并且土体的残余强度特性主要取决于土粒颗粒间的胶结作用,而不受颗粒错动时摩擦阻力影响;原状土体的重塑过程使土体的残余黏聚力降低,残余摩擦角则基本不变。(3)通过对重塑土样的直剪试验,研究了黄土的结构强度特征,发现土体含水率越低,结构强度越高;当土体呈现应变软化特性时,土体具有结构强度,呈现应变硬化特征的土体不具有结构强度。(4)通过野外地质调查,针对一个典型的滑坡实例,系统分析了高速远程黄土滑坡的滑动特征,认为对于此类黄土滑坡的诱发机制可以从上部拉裂破坏区、中部剪切破坏区、下部饱和土体静态液化区三个方面分析。上述研究成果对研究水入渗作用下黄土强度的弱化规律具有一定的实用和指导价值,并加深了黄土滑坡形成机理的认识。
【关键词】：黄土滑坡 含水量 抗剪强度 残余强度 结构强度 高速远程滑坡
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.22
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 研究背景和意义10
• 1.2 问题的提出10-11
• 1.3 国内外研究现状及存在问题11-18
• 1.3.1 黄土的物理性质研究11
• 1.3.2 黄土微观结构特征研究11-12
• 1.3.3 原状黄土的结构性研究12-13
• 1.3.4 饱和黄土的渗透性研究13
• 1.3.5 饱和、非饱和黄土的力学特性研究13-16
• 1.3.6 土体细观特性的数值试验研究16-17
• 1.3.7 基于研究现状的思考17-18
• 1.4 研究内容18
• 1.5 技术路线18-20
• 2 研究区地质环境条件20-32
• 2.1 研究区工程地质条件20-23
• 2.1.1 地理位置20
• 2.1.2 地形地貌20
• 2.1.3 地层岩性20-22
• 2.1.4 地质构造22
• 2.1.5 气象水文22-23
• 2.1.6 水文地质条件23
• 2.2 黄土的基本物理、水理性质23-30
• 2.2.1 试验取样23-24
• 2.2.2 基本物理性质24-29
• 2.2.3 水理性质29-30
• 2.3 小结30-32
• 3 黄土抗剪强度的试验研究32-58
• 3.1 不同含水量条件下黄土强度特性试验研究32-43
• 3.1.1 试验方案32-35
• 3.1.2 剪切破坏行为35-38
• 3.1.3 不同含水量条件下抗剪强度变化特征38-43
• 3.2 黄土残余强度特性试验研究43-52
• 3.2.1 试验方案43
• 3.2.2 土样埋深对残余强度特性影响43-47
• 3.2.3 含水率对残余强度特性影响47-51
• 3.2.4 土体结构性对残余强度特性影响51-52
• 3.3 黄土结构强度特性试验研究52-56
• 3.3.1 试验方案53
• 3.3.2 重塑土剪切行为53-54
• 3.3.3 水对土体结构性影响54-56
• 3.4 小结56-58
• 4 高速远程型黄土滑坡的滑动特征及诱发机制分析58-70
• 4.1 基本概况58-59
• 4.2 滑坡特征59-64
• 4.2.1 滑坡形态特征59-62
• 4.2.2 拉张裂缝62
• 4.2.3 前缘挤压62-63
• 4.2.4 地下水位63-64
• 4.2.5 盐分64
• 4.3 滑动机制64-69
• 4.3.1 上部拉裂区65
• 4.3.2 中部剪切区65-68
• 4.3.3 下部静态液化区68-69
• 4.4 小结69-70
• 5 结论及展望70-72
• 5.1 结论70-71
• 5.2 展望71-72
• 攻读硕士期间的学术论文及参与项目72-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-78

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本文编号：858952