【摘要】：黃土是一種特殊的結(jié)構(gòu)性土,廣泛分布于我國西北地區(qū)。隨著西北大開發(fā)戰(zhàn)略的正式實(shí)施以及“一帶一路”經(jīng)濟(jì)區(qū)的開放,西部黃土地區(qū)的工程建設(shè)日益增多,使得該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,但與隨之而來的滑坡等地質(zhì)問題的矛盾越來越尖銳。諸多學(xué)者在黃土的剪切強(qiáng)度特性以及黃土滑坡的啟動(dòng)機(jī)制和運(yùn)動(dòng)機(jī)制等方面的研究取得了一定成果,但研究尚不成熟。本文選題依托國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“黃土重大災(zāi)害及災(zāi)害鏈的發(fā)生、演化機(jī)制與防控理論”,選擇陜西省涇陽南塬為研究區(qū),以該研究區(qū)離石黃土為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了測(cè)試土-水關(guān)系的壓力板儀試驗(yàn)(SWCC)以及力學(xué)試驗(yàn),包括固結(jié)不排水剪切條件下的常規(guī)三軸試驗(yàn)(CTC)和環(huán)剪試驗(yàn)(Ring-shear test);并開展了微觀試驗(yàn),包括壓汞試驗(yàn)(MIP)和電鏡掃描試驗(yàn)(SEM)。通過上述實(shí)驗(yàn),一方面分析了黃土微觀結(jié)構(gòu)變化與宏觀力學(xué)特性的聯(lián)系,揭示黃土宏觀力學(xué)表現(xiàn)的微觀機(jī)理,另一方面剖析了涇陽南塬典型黃土滑坡的啟動(dòng)機(jī)制和運(yùn)動(dòng)機(jī)制,得出如下結(jié)論:(1)原狀黃土的增濕、減濕的SWCC曲線均呈現(xiàn)反“S”型形態(tài),同時(shí)呈現(xiàn)出明顯的滯回圈現(xiàn)象,并具有明顯的階段性特點(diǎn),以進(jìn)氣值、殘余體積含水率這兩個(gè)標(biāo)志點(diǎn)以及根據(jù)曲線斜率的特點(diǎn),將該曲線劃分為4個(gè)區(qū)域即邊界效應(yīng)區(qū)、主要過渡區(qū)、次要過渡區(qū)和非飽和殘余區(qū)。(2)常規(guī)三軸試驗(yàn)結(jié)果表明原狀黃土受含水率以及圍壓的影響,應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈現(xiàn)出三種形式:硬化型、穩(wěn)定型和軟化型,尤其是處于飽和狀態(tài)的黃土,軟化現(xiàn)象尤為突出;環(huán)剪試驗(yàn)結(jié)果表明殘余強(qiáng)度隨軸壓的增大而大幅度增大,而在不同含水率、干密度、制樣方式以及剪切方式下,土體的殘余強(qiáng)度表現(xiàn)出不同程度的差異性。剪切強(qiáng)度參數(shù)——粘聚力(殘余粘聚力)c受含水率的影響明顯,而內(nèi)摩擦角(殘余內(nèi)摩擦角)φ受其影響不明顯。(3)基質(zhì)吸力對(duì)黃土抗剪強(qiáng)度、殘余強(qiáng)度及其各自強(qiáng)度參數(shù)的影響存在明顯的差異性�；|(zhì)吸力對(duì)土體抗剪強(qiáng)度的影響程度明顯高于對(duì)殘余強(qiáng)度的影響;兩個(gè)強(qiáng)度下的c和φ受基質(zhì)吸力的影響均呈非線性變化,其中c受基質(zhì)吸力的影響明顯,且存在基質(zhì)吸力特殊狀態(tài)點(diǎn)控制著粘聚力的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)土體強(qiáng)度受基質(zhì)吸力影響的敏感程度,將曲線進(jìn)行了階段劃分:弱敏感區(qū)、強(qiáng)敏感區(qū)、中等敏感區(qū)和非敏感區(qū),各區(qū)域之間的分界點(diǎn)與土-水特征曲線的分界點(diǎn)基本一致。(4)試驗(yàn)剪切后屬于活性孔隙的大、中孔隙減少,惰性孔隙增多;顆粒由剪切前邊緣平滑,顆粒之間以點(diǎn)-點(diǎn)接觸和面-面接觸為主轉(zhuǎn)變?yōu)榧羟泻蟮念w粒發(fā)生定向排列,多呈扁平狀、破碎且棱角分明。(5)結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果和野外調(diào)研,以西廟店滑坡為典型案例,首次提出了涇陽南塬流動(dòng)性滑坡的啟動(dòng)時(shí)效分段模式,揭示了涇陽南塬高速遠(yuǎn)程滑坡的啟動(dòng)機(jī)制和運(yùn)動(dòng)機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU444;P642.22
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論 研究背景及意義黃土古稱“黃壤”，作為一種第四紀(jì)沉積物，具有疏松多孔、弱膠結(jié)的特性。黃、歐洲、澳洲、北美和北非等世界各大洲分布廣泛，且在地理上的分布上呈現(xiàn)規(guī)律性。全世界范圍內(nèi)黃土和黃土狀土分布的總面積約621 .3 10km，主要分布0 ~40 左右和北緯 30 ~50 左右的世界“小麥帶”內(nèi)，約占全球大陸面積的 10人口居住在黃土地區(qū)。世界黃土分布如圖 1.1 所示：

圖 1.2 中國黃土分布圖（據(jù)劉東生等，1985）因區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)[3,7]、季節(jié)性集中降雨[8]以及人類長(zhǎng)期活動(dòng)等原因，滑坡地裂縫、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，造成了嚴(yán)重的人員傷]。其中黃土滑坡因其自身具有突發(fā)性、頻發(fā)性、分布范圍廣、破壞性強(qiáng)損失和危害位于黃土地區(qū)眾多地質(zhì)災(zāi)害之首，儼然已經(jīng)成為我國黃土的地質(zhì)災(zāi)害。1993 年，吳瑋江等人對(duì)甘肅東部發(fā)生的滑坡數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)

第二章 研究區(qū)概況及試驗(yàn)方案2.1 研究區(qū)概況研究區(qū)涇河南塬是西咸一體化的中間接壤部分，與其相距約 5km 的西南方向?yàn)槲靼蚕剃枃H機(jī)場(chǎng)；該區(qū)域人口密集、農(nóng)業(yè)比較發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)地理位置重要；但同時(shí)也是關(guān)中盆地黃土滑坡災(zāi)害的重災(zāi)區(qū)，在滑坡密集區(qū)分布有采石場(chǎng)和水利設(shè)施，此外，還有省道、輸氣管線、輸油管線穿過，如圖 2.1 所示。從上個(gè)世紀(jì) 80 年代以來，該地區(qū)滑坡發(fā)育頻繁，滑坡規(guī)模較大，傷亡慘重，同時(shí)，摧毀房屋道路以及果樹等，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，典型的有蔣劉滑坡、舒唐王滑坡、東風(fēng)滑坡、寨頭滑坡、廟店滑坡等[27,50]。由此可見，發(fā)生愈發(fā)頻繁的黃土滑坡災(zāi)害，已經(jīng)成為影響陜西涇陽地區(qū)自然環(huán)境以及人類生命財(cái)產(chǎn)安全亟待解決的重大問題，并且隨著日益增多的人類工程活動(dòng)和多變的氣候而變得更加嚴(yán)峻。故本文選擇對(duì)該區(qū)域黃土的力學(xué)強(qiáng)度特性展開研究，對(duì)滑坡形成機(jī)理的研究有著非常重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2805588