冰水堆積體是我國西南河谷岸坡常見的一類第四紀沉積物,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理的研究,對于正確評價堆積體穩(wěn)定性具有重要意義。本文在對冰水堆積體物質(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)建出三個物理試驗模型,對降雨在三類堆積體中的入滲過程及入滲機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)場地質(zhì)調(diào)查以及前人的研究,簡單得出西南地區(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,有時局部可見大顆粒間的充填的細顆粒。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)降雨試驗結(jié)果表明降雨在均質(zhì)堆積體入滲過程是一個緩慢且穩(wěn)定變化的過程,其入滲規(guī)律較為簡單,從坡表均勻的向下入滲,共分為四個階段: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)吸力在濕潤鋒到達后開始響應,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,直至達到最值,降雨暫停后又開始緩慢恢復。試驗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)模型試驗中,在濕潤鋒到達之后孔隙水壓力增大,體積含水量增大,基質(zhì)吸力相應降低,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較快,粗細顆粒區(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。入滲機理為三個階段: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。也再次驗證了室內(nèi)降雨試驗非均質(zhì)模型和有裂縫模型的降雨入滲規(guī)律和機理。
【學位單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：P642.2
【部分圖文】：

針對本次論文設(shè)計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，分別進行不同雨強，不同降雨歷時的降雨試驗。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)吸力傳感器測得不同時間段的孔壓、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，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%，細粒很明顯比較偏少，引起顆分曲線和區(qū)里系數(shù)都相應的偏高。較高的分散性是其粒度組的一個特點，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，細顆粒的含量比碎塊石土要高一些，級配良好是角礫質(zhì)碎石的一個總體特點。結(jié)合《土的分類標準》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，相應的，角礫質(zhì)黏土劃歸于粗顆粒土。2.2.2 瀾滄江爭崗冰水堆積體顆粒組成及分類

第 3 章 室內(nèi)降雨試驗裝置及試驗方案.1 室內(nèi)模型試驗裝置室內(nèi)模型試驗選用的試驗場地在成都理工大學的地質(zhì)災害防治與地質(zhì)環(huán)境L（國家重點實驗室）背后的泥石流實驗室。其水電齊全，可以滿足實驗要求。過在室內(nèi)搭建試驗模型模擬降雨，觀察試驗現(xiàn)象，采集相關(guān)數(shù)據(jù)，對冰水堆積的降雨入滲過程進行研究。室內(nèi)降雨試驗模型主要包括試驗平臺，降雨模擬系和數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，如圖 3-1 所示。具體的細節(jié)以及操作步驟如下詳細介紹。
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 常金源;包含;伍法權(quán);常中華;羅浩;;降雨條件下淺層滑坡穩(wěn)定性探討[J];巖土力學;2015年04期

2 李秀珍;何思明;王震宇;朱鮮花;;降雨入滲誘發(fā)斜坡失穩(wěn)的物理模型適用性分析[J];災害學;2015年01期

3 牛彥博;胡卸文;羅剛;顧成壯;;漢源二蠻山高速滑坡啟程階段孔隙水壓力效應分析[J];工程地質(zhì)學報;2013年01期

4 李寧;許建聰;欽亞洲;;降雨誘發(fā)淺層滑坡穩(wěn)定性的計算模型研究[J];巖土力學;2012年05期

5 孫金山;陳明;左昌群;周傳波;陳建平;;降雨型淺層滑坡危險性預測模型[J];地質(zhì)科技情報;2012年02期

6 陳曉斌;徐望國;劉小平;;降雨入滲對粗粒土路堤變形與穩(wěn)定性的影響[J];中南大學學報(自然科學版);2011年03期

7 錢紀蕓;張嘎;張建民;;降雨條件下土坡變形機制的離心模型試驗研究[J];巖土力學;2011年02期

8 王睿;張嘎;張建民;;降雨條件下含軟弱夾層土坡的離心模型試驗研究[J];巖土工程學報;2010年10期

9 李榮建;鄭文;邵生俊;常體鵬;;非飽和土邊坡穩(wěn)定分析中強度折減法與條分法的比較[J];西北農(nóng)林科技大學學報(自然科學版);2010年09期

10 夏元友;張亮亮;;考慮降雨入滲影響的邊坡穩(wěn)定性數(shù)值分析[J];公路交通科技;2009年10期

相關(guān)博士學位論文 前4條

1 王自高;西南地區(qū)深切河谷大型堆積體工程地質(zhì)研究[D];成都理工大學;2015年

2 涂國祥;西南河谷典型古冰水堆積體工程特性及穩(wěn)定性研究[D];成都理工大學;2010年

3 林鴻州;降雨誘發(fā)土質(zhì)邊坡失穩(wěn)的試驗與數(shù)值分析研究[D];清華大學;2007年

4 王繼華;降雨入滲條件下土坡水土作用機理及其穩(wěn)定性分析與預測預報研究[D];中南大學;2006年

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 左自波;降雨誘發(fā)堆積體滑坡室內(nèi)模型試驗研究[D];上海交通大學;2013年

2 金輝;西南地區(qū)河谷深厚覆蓋層基本特征及成因機理研究[D];成都理工大學;2008年

本文編號：2856638