小浪底库区庙上北滑坡滑带土粘土矿物定向性的X射线衍射研究及其对滑坡的作用

根据小浪底库区庙上北滑坡滑带土粘土矿物的X射线衍射结果，进行定向性定量分析计算，得出滑带土粘土矿物颗粒的定向度为弱到中等定向，并以中等定向为主。因而在水的往返作用下，滑带土具一定的胀缩性及胀缩的不均匀性，再加上粘土矿物本身亦具有的胀缩性及胀缩的可逆性和循环性，故导致滑带土抗剪强度和结构强度不断降低，大大影响斜坡的稳定性。     

滑带土的研究进展

滑带土是滑坡的重要组成部分,与滑坡的发展演化和稳定性密切相关.开展滑带土的研究是滑坡工程地质研究的基础内容,并已逐渐成为该领域的研究热点.目前有关滑带土的研究成果主要集中在滑带土物理力学性质方面,而针对滑带土强度的控制因素和机理研究还比较欠缺.在简要总结了滑带的识别、滑带土分类和强度特性等研究现状的基础上,着重从滑带土微观结构、矿物成分、地球化学特征和形成机理等,及其对滑带土强度特性的影响进行了综述与分析.研究结果认为:除了滑带的识别、滑带土的分类及其强度特征的研究需要进一步加强外,应不断拓宽滑带土的研究领域,深化对滑带土强度本质因素认识;应重视滑带土微观结构在不同条件下的变化规律、粘土矿物成分、元素地球化学特征、微生物、水一岩(土)相互作用、渗透性以及水化学等综合作用对滑带土强度影响的研究;从发展演化的活动论观点系统研究滑带土的形成过程,探索滑带土中所蕴含的滑坡发展演化与环境变化的信息.     

桂林市红粘土的矿物组成与化学组成特征

讨论了粘土矿物成分与其成因的关系，指出红粘土的工程特性，是以伊利石为主，多数属于中等风化作用程度，具有中弱胀缩性。     

利用扫描电镜和X射线衍射仪对滑坡滑带土的研究

利用扫描电子显微镜（SEM）和X射衍射仪（XRD）研究了三峡库区，黄河小浪底等地40个滑坡滑带土的结构及物质组合，指出当滑坡处于滑动阶段时，滑带土表居可见粘土矿物定向排列，普遍可见擦痕（弧型，线型，紊乱型），微裂隙和微空隙发育，微生物较多，当斜坡处于稳定阶段时，岩层软弱带可见粘土矿物无定向排列，表面无擦痕，常见树枝状结构。滑带土的物质组合主要为：蒙脱石，蛭石，伊利石，高岭石，绿泥石，方解石，石英，长石和微生物，而蒙脱石，蛭石和微生物含量是滑坡滑动的一个重要因素。据微结构的变化和物质组合可以分析滑坡的活动次数，活动阶段和形成机理，为滑坡治理和稳定性评价提供依据。     

不同环剪方式下滑带土残余强度试验研究

以三峡库区黄土坡滑坡滑带土为研究对象,利用环剪仪研究了黄土坡滑坡滑带土在单级剪、预剪以及多级剪3种环剪方式下的残余强度特征。试验结果表明：不同环剪试验下剪切带的形成与剪切位移相关;残余强度随有效法向应力的增大而增大,对于已经存在剪切带的滑带土,环剪时能很快达到残余强度状态;滑带土环剪轴向压缩分初始剪胀、颗粒运移压密和稳定压密3个阶段,且每个阶段剪应力变化趋势不同;预剪试验和多级剪切试验得到的残余强度偏大,应该首选单级剪切试验测试滑带土残余强度指标。     

巴迪滑坡滑带土力学参数取值方法及稳定性分析

滑坡稳定性计算的重要问题之一是滑带土强度参数取值,而对于具有散体结构的滑坡而育．通过平洞、钻孔等常规勘探手段获得滑带土原状样十分困难。从理论上讲．土的物理性质与强度参数具有一定关联,即当土的粘粒含量、粘土矿物成分相同或一定时。土的强度参数与含水量、孔隙比有较好的相关性。基于上述思路并通过滑带土重塑试验,在勘探较少或原状样获取不易的情况下,本文首先通过勘探并试验取得滑带土基本物理指标,之后采取建立压力P-孔隙比e的相关方程。计算滑面上由自重产生的正应力或压应力,根据滑面正应力确定滑带土对应含水量．根据含水量确定滑带土强度指标的一系列思路与步骤,选取了巴迪滑坡滑带土强度指标值,并采用传递系数法、摩根斯坦法、有限单元法对该滑坡进行了稳定性计算。     

结构面中粘土矿物及含水率变化对边坡稳定性影响的试验研究

以南京某边坡结构面中的滑带土为研究对象,定量分析不同的滑带土颗粒级配情况下,岩质边坡结构面中粘土矿物含量及含水率的变化对边坡稳定性影响机制及变化规律.随着粘土矿物的增加,安全系数值整体上呈现减小的趋势,安全系数在45％～55％之间时达到最低;随含水率的增加,安全系数值也呈下降的趋势.采用了粒子群算法对试验成果作以解析,结果显示,随着粘土矿物含量的增加,安全系数的变化为非线性,但始终表现出较好的相关性,其相关系数由小变大;安全系数值与含水率呈现出一种负相关的线性关系,且保持较高的相关性,相关系数在0.90以上,较符合一般的自然规律.     

干湿循环下滑带土强度特性与微观结构试验研究

库区水位周期性波动,巨大的水位变幅使库岸滑坡滑带土处于干湿循环变化之中,而干湿循环作用影响土体的强度特性。基于此,以三峡库区某典型库岸滑坡滑带土体作为研究对象,对经历不同干湿循环次数的土样进行环剪试验、扫描电子显微镜（SEM）试验和核磁共振（NMR）试验,分析干湿循环作用下滑带土强度特性和微观结构变化规律,并初步探讨干湿循环对滑带土强度影响的微观机制。试验结果表明：干湿循环作用下,滑带土残余强度的劣化特性十分明显,且前3次干湿循环导致土体强度衰减幅度较大,之后衰减趋势减弱,土体强度逐渐趋于稳定,同时,黏聚力的劣化效应大于内摩擦角;随干湿循环次数的增加,以叠聚状、凝块状为主的团粒逐渐分散、解体,颗粒间连接由面?面接触逐渐向面?边、面?角接触演化,表现为土体内孔隙数量增多,土颗粒形态变化,粒间距离增加,微小孔隙逐渐向大孔隙演变;干湿循环作用下,滑带土内亲水性黏土矿物吸水膨胀、失水收缩而引发土颗粒、孔隙及胶结物等微结构变化是导致滑带土残余强度劣化的内在原因。     

含砾滑带土复活启动强度研究

砾石在古滑坡滑带土中广泛存在,确定含砾滑带土的启动强度是古滑坡稳定性评价和灾害防范的关键。以2018年甘肃舟曲县江顶崖古滑坡复活事件为例,基于试验测试和反演分析方法,研究了含砾滑带土的复活启动强度。结果表明:(1)长距离剪切后,滑带土中的胶结作用已逐渐丧失,其残余抗剪强度主要由土颗粒之间的滑动摩擦阻力和咬合作用所导致,砾石含量较高时土颗粒之间的力较强,因而其残余强度也相对较大。剪切面摩擦系数与粗糙度呈正线性相关性,砾石改变了剪切面的粗糙度,使剪切面摩擦阻力增大,导致其残余强度增大。(2)含砾滑带土的残余内摩擦角同时受黏粒含量和砾石含量的控制,与黏土质滑带土主要受黏粒含量控制的机制具有明显差异,建议采用砾石含量与黏粒含量之比作为估算含砾滑带土残余内摩擦角的指标。(3)古滑坡复活启动强度一般大于残余强度但略小于恢复强度,复活启动前的滑带土强度已经由恢复强度向残余强度逐渐衰减,此时古滑坡整体上处于蠕滑状态,在外力作用下,滑带土强度易发生急剧衰减,从而诱发古滑坡加速滑动。     

论滑带土强度特征及强度参数的反算法

通过分析滑坡不同发育阶段及不同滑带部位滑带土的强度特征,论述目前使用的滑带土强度反算法的基本原理和适用条件,进而提出了结合滑坡状态来综合确定滑带土强度的修正方法,指出它是获取滑带土强度参数的有效方法之一。     

岩土体吸水膨胀应力系数的试验研究

基于岩土体膨胀性是其含水量的函数的认识,提出了岩土体吸水膨胀应力系数的概念。从膨胀应力与含水率的变化关系出发,研制出吸水膨胀应力系数试验装置;根据试验得到的膨胀应力与含水率增量的关系曲线和计算得到的岩土体吸水膨胀应力系数,对不同状态与类型重塑土样吸水膨胀应力系数的变化规律进行了深入研究。试验研究结果表明:试验装置所测土样的最终含水率误差在1.0%左右,能够较好地得到不同岩土体的吸水膨胀应力系数;由于黏土颗粒水化程度的不断增加,各岩土体的膨胀应力都随含水率的增加而增大,且膨胀应力与含水率增量呈线性关系;初始含水率15.0%条件下云南呈贡强膨胀土、成都弱膨胀土、成都粉质黏土的膨胀应力系数分别为92.2(kPa/%)、42.6(kPa/%)、0.9(kPa/%),是由于不同类型岩土中黏粒含量的差别,导致不同类型岩土体的膨胀应力系数有较大的差别;膨胀应力系数能够有效地区分岩土体的膨胀性,可以用膨胀应力系数对岩土体的膨胀性进行分类。     

黏土矿物与碱激发地聚物的相互作用机理

土体固化的核心问题之一就是使用适宜的固化剂固化黏土矿物。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)以及X射线光电子能谱(XPS)等试验方法,研究不同碱含量下碱激发地聚物固化的蒙脱石、伊利石和高岭土的微观结构、物质组成及物理化学反应过程,探究碱激发地聚物与黏土矿物之间的相互作用机理。研究结果表明:黏土矿物经碱激发地聚物固化后,由松散颗粒转变为块状致密结构;随着地聚物中碱含量的增加,Si、Al及Ca元素电子结合能下降;蒙脱石在衍射角为5°左右(001)峰形右移,层间距减小;蒙脱石吸附水含量减小,亲水能力下降,矿物活性被限制。     

水化学作用对滑坡滑带土的物理力学特性影响试验研究

滑带是影响滑坡稳定的最关键内在因素之一。对原状土进行X射线衍射、压汞试验,获得了滑带土体的成分及其含量和孔隙结构参数,结果表明,滑带土成分以石英、拉长石、伊利石等为主,孔隙孔径以小孔和过渡孔居多;依据工程实例滑坡滑带土所处的水化学环境,模拟不同水化条件,通过剪切试验、渗透试验和扫描电镜试验,获得不同化学条件的强度和渗透性参数及微细观结构特征,分析了滑带土在不同水化学条件下力学特性和渗透性变化规律。试验结果表明：相同pH条件下,较之蒸馏水,土样经化学溶液浸泡后峰值强度和残余强度变大,且残余强度的变化更明显;不同pH条件下,酸碱性溶液使得土的强度参数显著降低。该研究结果为水化学条件下滑坡滑带土力学特性变化、多场耦合理论模型分析提供了重要的基础数据。     

无定形态游离氧化铁脱水老化对粘性土物理性质的影响

无定形态游离氧化铁以其自身的特性及其脱水老化作用,对粘性土的物理性质、水理性质乃至工程性质产生了一定程度的影响。本文就粘性土的物理性质、水理性质及力学性质在无定形态游离氧化铁脱水过程中的变化进行了初步研究,期望对粘性土的土工测试方法及参数的合理测定有所裨益。     

Investigation of expansive soils in Obhor Sabkha,Jeddah-Saudi Arabia

Expansion or swelling of soil is a worldwide geotechnical problem that occurs in arid and semiarid regions where sabkha soils may occur as well. Expansive soil is dominated by the presence of active clay minerals. The expansive and sabkha soils are characterized by a large seasonal variation in soil moisture content leading to a large change in the volume and the consistency of the soil and, thus, causing serious damages to buildings and infrastructure. Although sabkha soil covers large and strategically important areas along the Red Sea and Arabian Gulf coasts in Saudi Arabia, no one paid proper attention to the type of clay minerals in those soils or to their expansion potential, which is a crucial step prior to any construction. The geotechnical properties, active clay mineral types, and the degree expansion potential of soils were investigated in Obhor area at the north of Jeddah City. Twenty disturbed soil samples were collected at depths of 80 and 120 cm. Three different types of soils are identified: clayey soil with high plasticity, clayey soil with low plasticity, and poorly graded silty to clayey sand soil. Furthermore, active clay minerals were identified with a significant proportion of montmorillonite (14.24 %), illite (24.65 %), kaolinite (28.78 %), and chlorite (32.34 %). The results indicated that a considerable part of the study area has high expansion potential, but most parts of Obhor area have low to none potential of soil expansiveness.     

Cu(Ⅱ)污染作用下膨胀土的胀缩时程效应研究

为探讨Cu(Ⅱ)对膨胀土胀缩特性的影响,针对初始状态相同的膨胀土试样,采用浓度为2.5 g·L-1、5.0 g·L-1、10.0 g·L-1的CuSO₄溶液以及去离子水进行处理,开展一系列重金属Cu(Ⅱ)污染作用下的胀缩性试验,并运用Does Response模型对胀缩时程曲线进行描述;利用马尔文激光粒度测试,分析了污染前后膨胀土的粒径分布特征。结果表明:膨胀土试样的膨胀率、收缩速率、竖向收缩率及膨胀含水率皆随Cu(Ⅱ)浓度的增大而增大,但膨胀土试样的损失含水率并不随Cu(Ⅱ)浓度的变化而变化;试样的无荷载膨胀时程曲线可分为快速增长、变减速及缓慢增长阶段;膨胀土的收缩过程可分为缓慢收缩、快速收缩与收缩稳定阶段;Does Response模型不能完全适应无荷载条件下的膨胀时程曲线,但能较好地描述收缩时程曲线;随着Cu(Ⅱ)浓度的增大,未污染膨胀土颗粒在80 μm处的粒径分布峰值消失,在47 μm处的粒径分布峰值往小粒径方向偏移,说明胶结物逐渐溶蚀,引起部分膨胀土大颗粒分解,依附在土颗粒表面的水膜面积增大,膨胀土吸水能力增强,进而导致高浓度环境中的膨胀土胀缩性较高。     

滇西北红粘土的工程地质特性及其灾害效应

在野外地质调查的基础上,结合室内土工试验,系统分析了滇西北红粘土的物质组成、物性特征和工程地质特性,并以此为基础探讨了其地质灾害效应。研究结果表明：滇西北红粘土粒度组成主要以粘粒为主,粘土矿物成分比较复杂,在丽江以南其矿物成分主要以高岭石（K）为主,在丽江以北则以伊利石/蒙脱石（I/S）混层矿物为主。此外,滇西北红粘土具有含水量高、重度低、塑性高、膨胀性弱等物性特征,在天然状态下比较稳定,但是随着含水量的增加其土体强度大大降低,易引发滑坡、水土流失等地质灾害。     

膨胀土胀缩变形规律与灾害机制研究

采用普通固结仪和收缩仪分别进行蒙自重塑膨胀土浸水膨胀变形试验和膨胀土失水收缩变形试验,系统地研究了不同初始状态下膨胀土胀缩变形规律与致灾机制,并应用Does Response模型,定量模拟了膨胀土胀缩时程规律。研究表明,蒙自膨胀土胀缩变形差异较大,一般吸水膨胀率远大于失水收缩率,相似状态下试样膨胀系数越大,收缩系数亦越大,表现出较强的各向异性;膨胀土含有的大量细小黏土颗粒与较强的蒙脱石晶体矿物及显著的微结构特征,是其产生强烈胀缩变形灾害的内因与本质,而土中发育的微孔隙-裂隙结构及其初始状态,是发生胀缩变形灾害的外因。     

粘土矿物钝化改性及岩土的力学性质

本文以自行研制的粘土矿物钝化剂对广东省和武汉市等六地区的土壤进行了钝化改性实验研究，并对钝化效果的影响因素做了初步的分析探讨。实验表明，虽然6个地区11个样品中的粘土矿物种类和含量不同，但钝化剂对所有样品都有稳定的作用。其稳定效果，不仅与样品的物相组成和粒度分布有关；而且还与粘土矿物的种类及其含量密切相关。就三种主要粘土矿物来说，钝化效果的顺序是高岭土＞伊利石＞蒙脱石。