黄土—泥岩接触面滑坡滑带土变形特征研究

发布时间：2017-09-16 13:20

  本文关键词：黄土—泥岩接触面滑坡滑带土变形特征研究

  更多相关文章： 黄土-泥岩接触面滑坡 三轴试验 直剪试验 微观结构 数值模拟

【摘要】：甘肃省天水市属典型的山间河谷盆地型城市,受特殊地形地貌、地质构造和地层岩性等控制和影响,黄土广泛披覆于新近系泥岩之上,致使黄土-泥岩接触型滑坡频发,造成了严重的经济损失和人员伤亡。这类滑坡的滑带土是全风化泥岩和黄土的混合物,可见,滑带土是滑坡形成过程中在滑动面上形成的一层结构性较差的土体,是滑坡的重要组成部分。本文利用GDS三轴仪以及直剪仪对天水地区花南村滑坡、半山村滑坡和咀头村滑坡三处黄土-泥岩接触面滑坡,开展滑带土力学特性探究,考虑滑带土微观结构变化,研究黄土-泥岩滑带土体的变形特征。研究发现:滑带土中大量存在被粘土颗粒包裹的大颗粒,这些大颗粒在滑带土变形过程中经历错位、滑移等过程后,大颗粒进一步滑移受到粘土质限制,导致黄土-泥岩接触面滑坡滑带土在宏观上表现出应变硬化的典型特征。本文通过现场采取天水花南村黄土-泥岩接触面滑坡滑带土附近黄土和泥岩试样,将滑带上部黄土和下部泥岩按照1:1和3:7的比例进行混合,再对混合后的试样进行不同密实度及不同含水量条件下的直接剪切试验。试验结果表明:当黄土和泥岩的混合比例为1:1时,重塑滑带土的剪切强度指标值呈现显著降低趋势,表明滑坡易于形成;应力应变在含水量变低时呈现出典型的应变硬化特点,含水量增高时则呈现出硬化减小特点。同时进行了相同条件下的泥岩重塑样直剪试验,相同含水量和干密度条件下,泥岩试样的抗剪强度值显著高于黄土-泥岩混合样强度值,说明该类滑坡滑动发生在黄土-泥岩接触带靠近上部黄土层位置;泥岩试样的剪应力-剪切位移关系在含水量较低时表现出明显的应变软化特点,应变软化现象在含水量增大时减小。同时,本文基于滑带土三轴试验测试参数,利用FLAC3D软件对三处黄土-泥岩接触面滑坡滑带土影响下的坡体变形特征进行模拟,计算中选择了坡肩、坡中及坡脚三个位置进行了位移和应力的计算。计算发现,黄土-泥岩接触面滑坡在不考虑地震、降雨以及地下水活动的条件下,坡体中间位置变形较大,坡肩和坡脚处变形相对较小,表明坡体中部在滑坡监测中需要作为重点对象进行监测。计算结果与现场调查的实际情况相吻合,滑坡体中部以及坡脚位置出现的局部反倾现象,由滑坡中部洼地及滑坡坡脚陡坎发育形成。经过现场调查与室内试验分析,发现黄土-泥岩接触面滑坡变形呈低速、缓动典型特征,此类滑坡中的新型滑坡复活性强,每次复活中产生的位移相对较小,变形过程中坡体后缘和坡脚处的位移相对较大,这与此类滑坡坡脚处剪出口位置渗水以及良好的临空条件密切相关。
【关键词】：黄土-泥岩接触面滑坡 三轴试验 直剪试验 微观结构 数值模拟
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.22
【目录】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 选题依据14-16
• 1.2 研究意义16-17
• 1.3 研究现状17-21
• 1.3.1 滑带土强度方面研究17-19
• 1.3.2 滑带土微观结构方面研究19-20
• 1.3.3 数值模拟方面研究20-21
• 1.4 研究内容、方法及技术路线21-23
• 第二章 研究区滑坡概况23-36
• 2.1 研究区交通位置23
• 2.2 研究区地质环境特征23-28
• 2.2.1 地形地貌23-24
• 2.2.2 地层岩性24-25
• 2.2.3 地质构造25-26
• 2.2.4 水文地质条件26-27
• 2.2.5 新构造运动与地震27
• 2.2.6 滑坡区植被27
• 2.2.7 气象条件27-28
• 2.3 研究区黄土-泥岩接触面滑坡概况28-35
• 2.3.1 滑坡基本特征28-31
• 2.3.2 滑床特征31-32
• 2.3.3 滑带特征32-33
• 2.3.4 滑体特征33-34
• 2.3.5 滑坡侧壁及后壁特征34
• 2.3.6 前缘特征34-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第三章 黄土-泥岩接触面滑坡滑带土特征36-44
• 3.1 黄土-泥岩接触面滑坡滑带土宏观特征36-39
• 3.1.1 三类滑坡滑带土基本特征36-37
• 3.1.2 滑带土基本物理性质37-38
• 3.1.3 滑带土水理性质38-39
• 3.2 黄土-泥岩接触面滑坡滑带土微观特征39-43
• 3.2.1 滑带土微观结构39-40
• 3.2.2 滑带土矿物成分分析40-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第四章 黄土-泥岩接触面滑坡滑带土变形特征试验研究44-59
• 4.1 试验用滑带土试样基本性质44-45
• 4.2 黄土-泥岩接触面滑坡滑带土三轴试验45-48
• 4.2.1 GDS三轴仪介绍45
• 4.2.2 三轴试验结果45-48
• 4.3 黄土泥岩混合物直剪试验48-52
• 4.3.1 试验仪器及试验方案48-49
• 4.3.2 直剪试验结果49-52
• 4.4 基于三轴试验和直剪试验的滑带土变形特征分析52-58
• 4.4.1 三轴试验结果分析52-55
• 4.4.2 直剪试验结果分析55-57
• 4.4.3 黄土-泥岩接触面滑坡滑带土变形特征57-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第五章 滑带土力学特性对滑坡变形的影响分析59-65
• 5.1 数值模拟参数选取59
• 5.2 黄土-泥岩接触面滑坡滑带土数值模拟分析59-64
• 5.3 本章小结64-65
• 第六章 结论与展望65-67
• 6.1 结论65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-73
• 在学期间的研究成果73-74
• 致谢74

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本文编号：863288