土壤水分入渗对滑坡的影响研究

发布时间：2018-10-22 15:41

【摘要】：为了探讨土壤水分入渗与坡面的相互关系,分析土壤入渗变化规律与产生滑坡之间内在联系,在充分研究国内外关于滑坡试验、边坡稳定试验等基础上,并且结合湖南边坡土体的特点,开展了关于土壤水分入渗对滑坡的影响研究。研究的内容主要包括:通过对的点源入渗测量系统的改良,测量了坡地土壤入渗率;研制了室内土体滑坡临界角试验装置测量了滑坡临界角,利用室内测量结果与野外滑坡点的对比分析,验证了室内研究结果的准确性,总体而言,取得如下结论:(1)通过对现有点源入渗测量系统的改良并在岳麓山区进行应用,验证了测量系统的可行性,得出了岳麓山土壤入渗性能特征。对岳麓山南北两条线的山底、山腰下部、山腰上部以及山顶四个区域分别进行水分入渗性能测定。测定结果表明:在岳麓山南面,入渗初期,土壤的入渗率在71.3-188.5mm/h之间;入渗后期,土壤的稳定渗流速度维持在7.6-9.0mm/h之间。在岳麓山北面,入渗初期的土壤渗透速率范围在89.3-159.1mm/h之间,后期的稳定渗流速度维持在7.3-12.3mm/h之间。(2)土壤表层含水量对土壤入渗率的影响较显著试验表明,初始入渗率随着土壤表层含水量的增加呈减少的趋势,而稳定入渗率与土壤表层含水量无显著关系。主要由于初始阶段,土壤表层含水率越小,土水势越低,对水分子的吸力作用更大。(3)容重对土壤入渗率的影响较小对容重为1.20g/cm3-1.35g/cm3间的土壤进行入渗率的测量,试验表明:初始阶段入渗率的总体趋势是随着土壤容重的增加逐渐上升,稳定入渗阶段时,稳定入渗率受土壤间孔隙度的影响,其入渗速率与容重之间有较明显的线性关系,稳定入渗率随容重的增大而逐渐减小。(4)自主研发的坡体滑坡临界角试验装置是可行的为测量坡体滑坡临界角,自主研发了的坡体滑坡临界角试验装置。通过室内滑坡模拟试验探究了湿润锋变化对滑坡临界角的影响,证实了其试验装置具有良好的可行性。(5)湿润锋位置变化对滑坡有较大影响试验表明:当湿润锋在土体内部变化,还未到达底部时,对土体产生滑坡的影响并不明显;而当湿润锋刚到达底部时,能造成的滑坡临界角值达到最大;说明此时土体抗滑坡能力最强。但当水流继续下渗而形成水膜后,滑坡临界角值到达最小,角度值维持在18.5°-19.3°之间。主要是当土壤水分在重力作用下到达土体和坡体结构面时,其土壤随含水量的变化,发生由固态向塑态直至液态的软化效应。软化作用使岩土体的力学性能大大降低,内聚力和摩擦角值减小。(6)建立了土体滑坡响应时间的计算公式。当土壤与岩石层的接触面形成薄层水膜时,坡体抗滑动性最低。这一时间主要受土壤容重、土壤入渗率以及土层厚度的影响,由此建立了土体滑坡响应时间计算公式。经验证,计算公式可行、结果稳定可靠。式中,pb为土壤容重,g/cm3;i为土壤稳定入渗率,mm/h;H为土层厚度,mm;本试验对现有点源入渗测量系统进行改良,并在岳麓山地区进行实地检测;从滑坡角度和土壤水分入渗率入手,探究了山体滑坡的成因和条件,设计了山地滑坡临界角度的测量方法及设备,并基于此设备推导出产生山地滑坡的最低角度值;基于提出了山地滑坡响应时间的计算模型,为滑坡灾害的预防提供决策依据。
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【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S157

【共引文献】