赣南花岗岩残积土非饱和特性

赣南地区花岗岩残积土边坡在降雨等作用下易发生失稳破坏,研究其非饱和特性对该地区的地质灾害防治具有重要意义.采用 X粉晶衍射、扫描电镜等方法对赣南地区的二长花岗岩残积土和黑云母二长花岗岩残积土的矿物成分、微观结构进行了分析,结果表明:残积土的孔隙率较大,矿物成分主要为高岭石、伊利石和石英.采用三轴固结不排水剪切试验和瞬态脱湿与吸湿试验对其力学性质和非饱和特性进行了研究,结果表明:２类残积土的应力－应变关系曲线均存在应力－应变转型现象;在脱湿过程和吸湿过程中,残积土的土－水特征曲线、渗透系数函数曲线均存在滞后效应,基质吸力随含水率增大而减小,渗透系数随含水率增大而增大,二长花岗岩残积土对水的敏感性相对更高;残积土非饱和抗剪强度随含水率的升高而降低,在残余含水率处变化速率较快;二长花岗岩残积土抗剪强度的变化幅度比黑云母二长花岗岩残积土更大.      

浅议非饱和土基坑无支护开挖深度的确定

在D.G.Fredlund等的非饱和土抗剪强度理论及其延伸的Rankine土压力公式以及国内学者卢肇钧等近年来的研究成果(用膨胀力代替基质吸力来刻画非饱和土的抗剪强度)的基础上,推导了含膨胀力的非饱和土竖直边坡临界高度的计算公式,初步探讨了非饱和土基坑无支护开挖深度的确定方法。     

浅议非饱和土基坑无支护开挖深度的确定

在D．G．Fredlund等的非饱和土抗剪强度理论及其延伸的Rankine土压力公式以及国内学者卢肇钧等近年来的研究成果(用膨胀力代替基质吸力来刻画非饱和土的抗剪强度)的基础上，推导了含膨胀力的非饱和土竖直边坡临界高度的计算公式，初步探讨了非饱和土基坑无支护开挖深度的确定方法。     

浸泡作用下碎石土剪切强度衰减规律及机理

水库蓄水后, 滑坡体碎石土经受长时期的浸泡, 力学性质发生改变, 从而影响滑坡整体稳定性。为探究浸泡对碎石土力学性质的影响规律, 选取三峡库区马家沟滑坡后缘未经受长期浸泡作用的碎石土进行大型直剪试验, 分析了不同浸泡天数下碎石土的剪切力学性质。试验结果表明: 浸泡40 d后, 碎石土黏聚力下降幅度达39%, 内摩擦角下降幅度为8.3%;碎石土黏聚力在浸泡前期快速下降, 下降速率随浸泡天数增加而降低, 浸泡20 d后, 黏聚力基本达到稳定。为探究碎石土抗剪强度降低的原因和机理, 对粉质黏土(碎石土细粒成分)进行了三轴剪切试验、激光粒度分析及浸出液阳离子分析等试验, 揭示了碎石土抗剪强度的衰减机理为: 浸泡作用下, 碎石土中的粉质黏土发生矿物溶解、离子交换与吸附作用, 土体中大颗粒细化, 胶结作用减弱, 进而导致碎石土整体抗剪强度降低。研究结果对库区碎石土滑坡评价与治理具有一定的指导意义。      

特大暴雨诱发平缓浅层滑坡堆积土饱和与非饱和水力学参数试验研究:以王正塝滑坡为例

第四系残坡积堆积(Q₄dl+cl)土和滑坡堆积(Q₄del)土,其岩性变化较大且土体密实程度不同对其渗透性有较大影响,室内直接测试其渗透系数较困难。首先,在王正塝滑体上开展双环渗透试验,测得了不同位置的渗透系数;其次,利用滑带土土样,开展了增减湿循环条件下的土水特征曲线测试,将实验室测得的土水特征曲线离散点,采用3种经典的土-水特征曲线模型进行拟合;最后,根据van Genuchten拟合的土水特征曲线和饱和渗透系数,采用van Genuchten经验公式估算了其非饱和渗透系数。研究表明:该滑坡体土层的饱和渗透系数为1.15×10-7～366×10-7 m/s,相差100倍的数量级,这主要是滑体不是均匀土体,入渗快的地方可能存在水的优势入渗通道的原因;对离散的试验数据采用3种模型拟合效果较好,这3种模型对该滑坡体非饱和土具有较好的实用性;相关研究成果可为王正塝滑坡非饱和非稳定渗透计算提供参数依据,并对同类型土体非饱和水力学参数的确定具有一定的借鉴意义。      

降雨条件下花岗岩残坡积土路堑边坡稳定性研究

基于多孔介质饱和 非饱和渗流理论和非饱和土抗剪强度理论,采用极限平衡法与降雨渗流有限元相结合的方法,选取大庆—广州高速公路江西里仁—龙南段某典型高路堑边坡,利用岩土仿真软件GeoStudio建立模型,研究降雨条件下花岗岩残坡积土路堑边坡失稳破环的形态和机理.结果表明:随着降雨的进行,边坡中地下水位从坡脚处开始抬升,边坡坡脚处容易产生“小弧”滑动破坏;土体体积含水量的增加使得基质吸力下降,从而降低土体强度和边坡的安全系数,且基质吸力与安全系数的下降幅度基本同步;降雨强度对边坡的安全系数有较大影响,小雨阶段,安全系数降幅较缓,而暴雨阶段,安全系数降幅加剧,降幅达24;4％;在强降雨条件下,滑面基质吸力大部分丧失,失稳边坡发生了从整体失稳向局部失稳、从深层失稳向浅层失稳的转变,即强降雨是浅层滑坡的主要外在因素.     

含水率和离子浓度对滑带土抗剪强度的影响

滑坡地下水环境的变化对滑带土的强度和变形参数有着极大的影响，并影响滑坡的稳定性。三峡库区受到库水位升降及降雨入渗的影响，使得发育于该地区滑坡的滑带土含水率及离子浓度一直处于不断的变化中。以重庆万州区兴福寺滑坡为例，针对滑带土重塑样，采用 Ｘ 射线衍射分析了其矿物成分，然后进行了不同含水率下固结排水直剪试验、不同ＳＯ２－４ 离子浓度下滑带土的固结排水慢剪试验以及不同 ＳＯ２－４ 离子浓度下滑带土直剪反复剪切试验。试验结果表明:滑带土成分以黏土矿物、石 英、钠 长 石 等 为 主，其中黏土矿物以伊蒙混层、伊 利 石为主；含水率对滑带土抗剪强度指标的影响较为明显，具体为黏聚力随含水率的增大而增大，内摩擦角随含水率的增大而减小；ＳＯ２－４ 离子浓度对滑带土抗剪强度指标的影响也较为显著，随 着 ＳＯ２－４ 离子浓度的增大，黏聚力 与内摩擦角均减小；滑带土经过反复剪切后，残余强度、黏聚力和内摩擦角均随着ＳＯ２－４ 离子浓度的增大而减小。      

不同剪切速率对风化砂改良膨胀土抗剪强度指标的影响

土的抗剪强度指标受含水率、剪切速率以及土样的类别等多个因素的影响。为了研究不同剪切速率对风化砂改良膨胀
土的抗剪强度指标的影响规律,分别在2.4,0.8mm/min剪切速率下对不同含水率和不同掺砂比例的风化砂改良膨胀土样进行
了室内直剪试验,得到了不同剪切速率下改良膨胀土的抗剪强度指标值。试验表明:采用2.4mm/min的剪切速率测得的抗剪强
度指标比采用0.8mm/min的剪切速率测得的值要大;通过对比试验数据可知,剪切速率对内摩擦角的影响比对黏聚力的影响相
对来说较小,对砂土的抗剪强度指标的影响比对黏土的抗剪强度指标要小,对含水率较小的土样的抗剪强度指标的影响比对含水
率大的土样的抗剪强度指标要大。对于风化砂改良膨胀土的抗剪强度指标的测定时的剪切速率应采用规范要求的0.8mm/min。      

邵阳地区不同压实度的膨胀土抗剪强度特性研究

膨胀土路基的稳定性与其抗剪强度密切相关,通过直剪试验研究不同压实度膨胀土抗剪强度变化规律。试验结果表明,膨胀土粘聚力和内摩擦角均随压实度的增加而增加,近似线性变化。正应力和压实度与抗剪强度成正相关。对于相同的压实度,在正应力较小时表现为应变软化,正应力较大时表现为应变硬化。在确定抗剪强度设计值时,建议对于软化型曲线,其抗剪强度可取残余强度作为设计强度;对于硬化型曲线,可取曲线曲率明显变化点或剪切位移为1.0~1.5 mm对应的剪应力作为膨胀土抗剪强度设计值。     

陕西泾阳南塬黄土滑坡滑带土残余剪切强度特性

为探求陕西泾阳南塬高速远程黄土滑坡的复活机理,从大型黄土滑坡滑带采集原状黄土试样、古土壤试样(原状土),部分制备重塑试样(重塑土),进行不同体积含水率下的反复剪切试验,从而获得滑带土残余剪切强度指标与体积含水率、黏粒含量之间的关系.结果表明:原状土和重塑土的剪应力-位移曲线均为硬化型;在不同的垂直压力下,原状土和重塑土的残余剪切强度差值变化较大;当剪切强度达到峰值强度以后,随着剪切位移的继续增大,原状土和重塑土的残余剪切强度都有一定程度的损失,这种损失因垂直压力的不同而不同;对同类土,通过反复剪切试验获得的内聚力和内摩擦角随体积含水率的增加而降低;相关性分析表明,该区滑带土的黏粒含量较低,对残余剪切强度的内摩擦角影响很小,尤其是当天然体积含水率较低时,体积含水率的变化对残余剪切强度的影响远远大于黏粒含量的影响.     

降雨作用下青石镇政府后山堆积层滑坡渗流与稳定性

以黄冈地区青石镇政府后山堆积层滑坡为例，在分析了其工程地质特征及地质结构特征的基础上，采用有限元法研究了非饱和土瞬态体积含水量及孔隙水压力的分布，采用考虑孔隙水压力的Janbu法分析计算了降雨对堆积层滑坡安全系数的影响。研究结果表明:①降雨入渗导致坡体孔隙水压力升高，滑面抗剪强度降低，安全系数也随之逐渐降低，其中在降雨前期，两侧的抗剪强度下降速率比中部快，而到了后期中部的抗剪强度下降速率明显快于两侧；②安全系数变化表现为前19 d以0.008/d的速率缓慢下降，19~30 d以0.03/d的速率缓慢下降，30 d以后下降速度降低，至36 d之后不再发生变化，其中在0~11 d两侧抗剪强度变化对滑坡整体稳定性变化的贡献比中部大，19~36 d中部抗剪强度变化对滑坡整体稳定性变化的贡献要比两侧大；③降雨入渗过程中，地下水从坡体表层和两侧流向坡体中部，负孔压区面积向中部不断压缩，中部地下水变化受到两侧及上层的制约，体积含水量及孔隙水压力变化相对滞后；④该滑坡的防治重点是做好降雨前期坡体后缘地下水截流以及前缘地下水排泄工作，同时，做好地表排水，减少降雨入渗。      

冻融循环及含水率对冰碛土力学特性影响

处在季节性冻土区的冰碛土受冻融循环作用影响显著,极大地影响工程的稳定和安全。为了探究冻融循环作用及初始含水率对冰碛土静力学特性的影响,以川西甘孜州海螺沟的冰碛土为研究对象,通过开展不同冻融循环次数及初始含水率条件下冰碛土不固结不排水三轴试验研究冻融循环作用对冰碛土力学参数的影响。试验结果表明：冻融循环作用下冰碛土应力-应变曲线为弱应变软化型;随冻融循环次数增加,冰碛土弹性模量、抗剪强度均呈现出先快速衰减后趋于稳定的变化趋势,且初始含水率越大其力学指标衰减程度越大,黏聚力呈负指数型函数降低,而内摩擦角无明显变化;采用指数型函数对抗剪强度、弹性模量试验值进行多元非线性拟合,建立冰碛土力学参数与围压、含水率及冻融循环次数的关系表达式,拟合效果理想,可用于推算经历冻融循环后土体力学参数值;冻融循环作用会使冰碛土力学性质显著劣化,且劣化程度与含水率呈正相关。研究成果可为高寒山区工程设计与建设提供科学支撑。     

风振影响下乔木坡地暴雨型浅层滑坡演化机制

强对流或台风等极端天气下乔木坡地发生浅层滑坡灾害往往是暴雨和强风共同作用的结果。以皖南山区一处暴雨型浅层滑坡——畈章组滑坡为例, 通过现场调查和气象资料的分析表明, 除暴雨外风荷载也有可能促进滑坡的启动。为揭示该滑坡启动与破坏后这一完整运动过程的演化机制, 首先基于无限斜坡模型分析了实际降雨条件下的滑坡稳定性, 然后对取自于滑坡体内乔木根系周围和滑动面附近的两种土样利用DPRI型环剪仪, 分别开展了不排水循环剪切试验和自然排水残余剪切试验。结果表明: ①降雨入渗引起滑动面孔隙水压力的上升, 并导致稳定性的降低是畈章组滑坡启动的直接原因; ②乔木根系周围的饱和土在风振作用产生的动剪切荷载下易形成高的超孔隙水压力, 并导致浅表层的局部失稳滑动, 增加了畈章组滑坡整体破坏的可能性; ③滑动面土体的残余强度具有强烈的"正速率效应", 从而控制了畈章组滑坡启动后不会表现出高速远程的运动特征, 与现场调查结论一致。研究结果可以为暴雨协同风振作用下富乔木坡地浅层滑坡的预警预报研究提供参考。      

考虑含水率对人工冻结红黏土力学特性的影响

在冻结法施工中, 冻土的强度及变形特性对冻结壁的稳定性至关重要。为了研究不同含水率对冻结作用下土的强度和蠕变的影响, 以江西红黏土为研究对象, 通过冻结三轴试验, 在-10℃下研究含水率对冻结红黏土强度及蠕变特征的影响。试验结果表明: 16%~32%含水率范围内, 冻结红黏土的抗压强度随含水率的增加先增大后减小; 16%~28%含水率范围内, 随着含水率增大, 其黏聚力逐渐增大, 内摩擦角逐渐减小; 围压为0.2 MPa与0.5 MPa下的蠕变曲线都显示含水率较低时只会出现衰减蠕变阶段和稳定蠕变阶段, 含水率较高时会出现加速蠕变阶段。含水率对红黏土的力学性质影响较大, 研究成果可为江西地区红黏土地层地铁隧道建设人工冻结法施工提供参考。      

孔隙水压力的变化与滑坡速度的关系

为了研究滑坡运动产生的孔隙水压力与运动速度的关系,建立了滑体饱和状态下的无限斜坡模型,结合有效应力原理
以及剪切滑带处的土体运动定律,推导出滑坡运动速度v、滑带处的孔隙水压力uw 以及滑坡运动时间t 三者之间的解析表达式。
并以三峡库区三舟溪滑坡为例,运用MATLAB编程计算得到三舟溪滑坡的v(t)-uw(t)之间的关系曲线。分析曲线得出:若滑坡
保持某一速度v 匀速运动时,由于土体排水固结作用,运动变形产生的孔隙水压力增量及时得到消散;在滑坡加速运动的过程中,
孔隙水压力值随着加速度增大而增大,当孔隙水压力的增长速率超过土体的固结排水速率时,孔隙水压力大大削减了土体的抗剪
强度,加速了滑坡的破坏。      

梧州地区花岗岩风化土滑坡发育特征及应急治理研究——以岑溪市三堡镇某花岗岩滑坡为例

文章通过收集相关资料,总结梧州地区花岗岩风化土的物质特征及抗剪强度特征,提出花岗岩风化土发生地质灾害时常用的应急治理措施,并以岑溪市三堡镇某花岗岩滑坡为例,对治理效果进行分析。     

融雪条件下新疆伊犁谷地黄土-卵砾石接触面残余强度

为研究融雪作用下黄土-卵砾石接触面残余强度,以新疆伊犁谷地某黄土-卵砾石接触面滑坡为例,通过自制模具,制作黄土-卵砾石接触面环剪试样,开展不同含水率黄土-卵砾石接触面环剪试验,并通过扫描电镜（SEM）,从微观结构角度探究水对黄土-卵砾石接触面残余强度的影响。试验结果表明:黄土-卵砾石接触面抗剪强度随着含水率的增加而减小,剪切过程中存在应变软化现象,随着正应力及含水量的增加,应变软化现象越不明显;黄土-卵砾石接触面残余强度随着法向应力的增大而增大,且存在较好的线性关系,符合摩尔库伦强度准则;黄土-卵砾石接触面残余强度参数随着含水率的增加而降低,以含水率w=18%为界（塑限含水率19.1%附近）,当含水率为10%~18%时,残余内摩擦角φ_r变化较小（Δφ_r=5.4°）,当含水率为18%~26%时,残余内摩擦角φ_r变化较大（Δφ_r=9.0°）;微观结构方面,随着含水率的增加,黄土-卵砾石接触面形成软化"泥膜",部分填充了卵砾石凹凸部分,剪切面较为光滑,在剪切过程中,黏粒更加分散,附着在黄土颗粒表面,部分填充孔隙,起润滑作用,降低了残余强度。本文的研究成果可以为新疆伊犁谷地黄土-卵砾石接触面型滑坡形成机理研究及工程防治提供科学参考。      

鲁西地区不同岩性地层热响应试验结果浅析

为研究地埋管换热器在不同岩性地层的换热情况,在鲁西黄河冲洪积平原、山前冲洪积平原和低山丘陵区进行了以粉土、粉质粘土、细砂,粘土、粉质粘土、中粗砂,灰岩和花岗岩为研究对象的热响应试验,初步试验结果表明:每延米换热量(W/m)和平均热导率(W/m·k)花岗岩灰岩粉质粘土、中粗砂粉土、粉细砂。在岩溶地下水富水性强,径流速度快的地段灰岩平均热导率花岗岩。此项研究结果可为不同岩性地层浅层地温能开发利用工程地埋管换热器类型的选择,浅层地温能评价和开发利用提供基础数据。     

黄土垂直节理形成机理的试验模拟

通过室内试验模拟自然沉积作用下黄土中水的渗透性,发现黄土垂直节理是地表水入渗过程中形成的。根据室内模型试验,建立一理想颗粒排列模型,利用TEN-15型张力计实测的土-水特征曲线,计算从饱和到非饱和状态的变化过程中土颗粒的相互作用力的变化。结果表明:地表水在下渗过程中,初始沉积的黄土含水量发生变化,基质吸力和表面张力产生的粒间引力也发生变化;粒间引力会随着粒间距的减小而急剧增大,而且其随含水量的变化规律与粒间距的大小有很大关系;由于初始沉积的黄土粉粒结构疏松,粒间有极弱的支撑,改变含水量状态产生的粒间引力在较小的量级便会使土颗粒相互靠近,而颗粒间距减小,则粒间引力急剧增大,土体整体收缩导致局部拉裂形成垂向裂隙,即垂直节理。     

土质参数变异性研究

研究岩土参数的变异特征是将概率统计方法应用于岩土工程的一项基础性工作。本文研究了西安地区粉质粘土的三个重要实测参数,即天然容量γ、抗剪指标C和Φ值、压缩系数a_v的变异特征及其规律,最后讨论了取土扰动对以上土质参数变异性的影响。