冰水堆積體是我國西南河谷岸坡常見的一類第四紀(jì)沉積物,其往往規(guī)模較大大,體積一般約數(shù)十萬m3~數(shù)千萬m3不等,受其沉積環(huán)境和條件影響,這些冰水堆積體大多具有多變的沉積特征和復(fù)雜的物質(zhì)組成。而降雨入滲常常是引起該類深厚堆積層斜坡失穩(wěn)破壞的重要原因。因此開展降雨在冰水堆積體中的入滲過程及入滲機(jī)理的研究,對(duì)于正確評(píng)價(jià)堆積體穩(wěn)定性具有重要意義。本文在對(duì)冰水堆積體物質(zhì)組成、沉積特征廣泛調(diào)查的基礎(chǔ)上,概括出區(qū)內(nèi)冰水堆積體三類典型結(jié)構(gòu)特征模型(均質(zhì)型、非均質(zhì)型和裂縫發(fā)育型),構(gòu)建出三個(gè)物理試驗(yàn)?zāi)Ｐ?對(duì)降雨在三類堆積體中的入滲過程及入滲機(jī)理展開了較為深入地研究,取得了以下主要研究成果:1.根據(jù)作者的野外現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查以及前人的研究,簡(jiǎn)單得出西南地區(qū)(流沙河流域、大渡河流域、瀾滄江流域)冰水堆積體的沉積特征大部分表現(xiàn)為成層性,且其組成物質(zhì)極為復(fù)雜,主要是由塊石、巨顆粒的碎石以及粗顆粒的礫石等構(gòu)成,有時(shí)局部可見大顆粒間的充填的細(xì)顆粒。粗顆粒與巨顆粒之間嵌合的較為緊密,有架空的現(xiàn)象少見。2.室內(nèi)降雨試驗(yàn)結(jié)果表明降雨在均質(zhì)堆積體入滲過程是一個(gè)緩慢且穩(wěn)定變化的過程,其入滲規(guī)律較為簡(jiǎn)單,從坡表均勻的向下入滲,共分為四個(gè)階段:坡頂浸潤階段、快速入滲階段、穩(wěn)定入滲階段、土體飽和階段。降雨開始后,土體孔隙水壓力、體積含水量以及基質(zhì)吸力在濕潤鋒到達(dá)后開始響應(yīng),孔隙水壓力緩慢增大、含水量逐漸增大、基質(zhì)吸力逐漸降低,直至達(dá)到最值,降雨暫停后又開始緩慢恢復(fù)。試驗(yàn)過程中濕潤鋒的遷移形態(tài)變化規(guī)律為堆積體表層浸濕→坡型遷移→堆積體整體浸潤。3.非均質(zhì)模型試驗(yàn)中,在濕潤鋒到達(dá)之后孔隙水壓力增大,體積含水量增大,基質(zhì)吸力相應(yīng)降低,但是在非均質(zhì)模型其變化幅度較均質(zhì)堆積體有很大差別,在粗顆粒區(qū)域孔隙水壓力和含水量在濕潤鋒到達(dá)之后并沒有迅速增大,降雨暫停后,粗顆粒區(qū)域含水量迅速降低。濕潤鋒的遷移過程中在粗細(xì)土顆粒區(qū)域發(fā)生變化,形成曲率半徑較小的弧形,其遷移形態(tài)規(guī)律為坡型遷移→不規(guī)則弧形遷移→堆積體整體浸潤。正是由于不均勻區(qū)域的存在,使得雨水在粗顆粒土體內(nèi)的滲透通道大,滲透率高,而在堆積體其他區(qū)域處的入滲率較小,在粗顆粒附近入滲速率相對(duì)較快,粗細(xì)顆粒區(qū)域土體孔隙水壓力和土體含水量的變化也就不同。其入滲規(guī)律為坡頂浸潤階段→加速入滲階段→不均勻入滲階段→土體飽和階段。4.在裂縫發(fā)育型堆積體中,由于裂縫的存在,導(dǎo)致在堆積體內(nèi)形成不均勻降雨入滲,使得裂縫底部范圍內(nèi)的孔隙水壓力要明顯大于同一水平其他位置的孔隙水壓力。入滲機(jī)理為三個(gè)階段:堆積體表面及裂縫的潤濕階段、裂縫部位快速垂直下滲階段、水平滲透階段。裂隙的存在改變了雨水的入滲通道,雨水的滲流更加的復(fù)雜化,裂縫附近特別是裂縫底部的含水率和孔隙水壓力隨著濕潤鋒的到達(dá)快速提升至峰值,基質(zhì)吸力迅速降低。其濕潤鋒在裂縫附近快速向下遷移,形態(tài)變化為堆積體表面浸濕→兩個(gè)規(guī)則圓弧形遷移→不規(guī)則形狀遷移→堆積體整體浸潤。5.結(jié)合大渡河青杠咀冰水堆積體的數(shù)值分析,通過無裂縫和假設(shè)有裂縫兩種模型下,得出在無裂縫的情況下,雨水在入滲過程中在粘土層(滲透率低)上方會(huì)形成很大的孔隙水壓力,且體積含水量也較大,而在有裂縫的情況下,降雨通過裂縫垂直入滲,在裂縫底部形成較大的孔隙水壓力和較高的含水率。在降雨期間,無裂縫模型的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)逐漸降低,降雨結(jié)束后,又開始逐漸增大;有裂縫模型在降雨期間邊坡穩(wěn)定性也會(huì)逐漸降低,但是其最小穩(wěn)定性系數(shù)小于無裂縫的堆積體的。也再次驗(yàn)證了室內(nèi)降雨試驗(yàn)非均質(zhì)模型和有裂縫模型的降雨入滲規(guī)律和機(jī)理。
【學(xué)位單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：P642.2
【部分圖文】：

針對(duì)本次論文設(shè)計(jì)三種不同的冰水堆積體模型：均質(zhì)堆積體、非均質(zhì)堆積體、裂隙發(fā)育的堆積體（如圖1-1），借助于降雨裝置平臺(tái)，分別進(jìn)行不同雨強(qiáng)，不同降雨歷時(shí)的降雨試驗(yàn)。再通過在堆積體中布置的孔壓傳感器、含水率傳感器、基質(zhì)吸力傳感器測(cè)得不同時(shí)間段的孔壓、體積含水率、基質(zhì)吸力。

圖 2-1 流沙河流域物質(zhì)組成顆分曲線（1）總體上看，該流域堆積體粒度范圍廣泛是碎塊石層的總體特點(diǎn)，顆粒以巨粒和粗粒為主要成分，可占到總量的百分之九十以上，巨粒含量為 65%~70%，細(xì)粒很明顯比較偏少，引起顆分曲線和區(qū)里系數(shù)都相應(yīng)的偏高。較高的分散性是其粒度組的一個(gè)特點(diǎn)，這可以從顆分曲線上看出來，由于不同部位顆粒組成不同，因此，不同部位還是有較大的差別。（2）碎塊石土不同，粗粒為角礫質(zhì)黏土的主要成分，含量大都在 65%以上，其次為巨顆粒，細(xì)顆粒的含量比碎塊石土要高一些，級(jí)配良好是角礫質(zhì)碎石的一個(gè)總體特點(diǎn)。結(jié)合《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》分析堆積體內(nèi)的兩層堆積物物質(zhì)組成可發(fā)現(xiàn)，碎塊石土層一般劃歸于混合巨粒土，相應(yīng)的，角礫質(zhì)黏土劃歸于粗顆粒土。2.2.2 瀾滄江爭(zhēng)崗冰水堆積體顆粒組成及分類

第 3 章 室內(nèi)降雨試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方案.1 室內(nèi)模型試驗(yàn)裝置室內(nèi)模型試驗(yàn)選用的試驗(yàn)場(chǎng)地在成都理工大學(xué)的地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境L（國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）背后的泥石流實(shí)驗(yàn)室。其水電齊全，可以滿足實(shí)驗(yàn)要求。過在室內(nèi)搭建試驗(yàn)?zāi)Ｐ湍M降雨，觀察試驗(yàn)現(xiàn)象，采集相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)冰水堆積的降雨入滲過程進(jìn)行研究。室內(nèi)降雨試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭饕ㄔ囼?yàn)平臺(tái)，降雨模擬系和數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)，如圖 3-1 所示。具體的細(xì)節(jié)以及操作步驟如下詳細(xì)介紹。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2856638