【摘要】：四川省南江縣位于川東北邊緣地區(qū),其縣城中南部為典型的紅層區(qū),2011年“9.16”因為遭到強降雨作用的影響,該研究區(qū)域發(fā)生了數(shù)以千計的土質(zhì)滑坡,其中尤其以緩傾角土質(zhì)滑坡居多。而滑坡的演化過程都貫穿著滑坡體能量動態(tài)平衡的一系列極為復雜的物理—化學變化,尤其是在滑帶處的地球化學條件對“滑帶土”的形成與聚集具有重要的控制作用進而影響滑坡的發(fā)展與演化過程�；瑤潦腔滦纬�、發(fā)展以及滑動過程中的重要產(chǎn)物,也是滑坡的重要組成部分,滑帶土的形成和聚集與滑坡的發(fā)展演化、變形歷史以及滑坡的穩(wěn)定性等都具有密切的內(nèi)在聯(lián)系。本文基于現(xiàn)場調(diào)查,通過大量的室內(nèi)試驗,研究了滑帶土的賦存條件,結(jié)合水文地球化學基本原理,對斜坡中的從基巖—擠壓破碎帶—軟弱泥化夾層—滑帶土逐步演化的整個過程中水—巖(土)化學作用進行分析,探討了滑帶賦存環(huán)境改變對滑帶土的影響過程�；瑤ё鳛橐粋�相對隔水層,能對上部入滲的降水進行截留,形成了一個獨立的水文地質(zhì)單元,同時,造巖礦物的黏土化過程往往在滑帶處形成一個較為“開放”而又相對“封閉”的環(huán)境,在這樣一個相對封閉性的環(huán)境下,由于環(huán)境中的微生物的呼吸作用等,形成了一個缺氧的還原性環(huán)境。通過對滑帶土及上下巖土體的元素組成及礦物成分對比分析,結(jié)合基本水文地球化學作用原理,可知,在滑帶的形成時期,最主要的作用是造巖礦物的黏土化過程,使泥化夾層的泥化程度不斷加強,從而在斜坡內(nèi)部形成連續(xù)的泥化帶的同時,也滿足了滑帶土的賦存條件。分別采用通入氧氣的有氧環(huán)境和通入氮氣的無氧環(huán)境進行模擬實驗,探究滑帶賦存的環(huán)境改變,對滑帶土的影響。在有氧環(huán)境中,主要表現(xiàn)為:早期低價態(tài)的變價金屬元素發(fā)生氧化作用,且低濃度溶液的加入使溶液中可溶鹽類的溶解作用增強,使得溶液中SO42-以及Cl-離子的濃度升高,溶液中由于氧化作用產(chǎn)生的H+結(jié)合,形成強酸物質(zhì),使得溶液中的PH值降低,直至溶液呈酸性。但是隨后體系中所發(fā)生的硅酸鹽類礦物的轉(zhuǎn)化以及碳酸鹽的礦物的溶解作用使得溶液中的PH值上升,產(chǎn)生堿化作用。在無氧環(huán)境中主要發(fā)生的是可溶鹽類礦物的溶解作用以及緩慢的硅酸鹽類礦物的轉(zhuǎn)化,即伊利石向化學穩(wěn)定性更好的高嶺石發(fā)生轉(zhuǎn)化,因此在該體系中水溶液的PH值主要呈斜率較小的穩(wěn)步上升趨勢。根據(jù)此次試驗中對不同環(huán)境下滑帶土的抗剪強度衰減程度分析,結(jié)合南江地區(qū)2011年“9.16”強降雨誘發(fā)大量滑坡的實例,對滑坡的發(fā)生機制及過程進行討論,即連續(xù)的降雨不僅改變了滑帶土還原性的環(huán)境,地下水往下滲入與滑帶土發(fā)生氧化反應,使黏土礦物聚集,與此同時由于離子濃度較低的地下水的參與,也使得土中膠結(jié)物發(fā)生溶解,使得滑帶土的剪切強度降低且厚度增加,而滑帶中的粘土礦物的隔水邊界效應,使斜坡的負載增大,由于降雨對滑帶土所產(chǎn)生的化學作用對抗剪強度的降低需要一個較長期的作用,并且需要一次較強的降雨使斜坡的負載增加到一定的范圍,因此可以推斷,久雨之后暴雨是紅層地區(qū)該類緩傾角淺層土質(zhì)滑坡大規(guī)模群發(fā)性發(fā)生的必要條件。
[Abstract]:Nanjiang County, Sichuan Province, is located in the northeastern edge of Sichuan Province. The central and southern part of Nanjiang County is a typical red bed area. In 2011, thousands of soil landslides occurred in the study area due to the impact of heavy rainfall, especially the gentle dip angle soil landslides. The evolution of landslides is permeated by the dynamic balance of landslide energy. A series of extremely complex physical-chemical changes, especially the geochemical conditions at the sliding zone, play an important role in controlling the formation and accumulation of the "sliding zone soil" and thus affecting the development and evolution of landslides. The formation and accumulation of slip zone soils are closely related to the development and evolution of landslides, the deformation history and the stability of landslides. Based on field investigation and a large number of laboratory tests, the occurrence conditions of slip zone soils are studied in this paper. The chemical action of water-rock (soil) during the gradual evolution of muddy intercalation-sliding zone soil is analyzed, and the influence of the change of the occurrence environment of the sliding zone on the sliding zone soil is discussed. In this relatively closed environment, an anoxic reductive environment is formed due to the respiration of microorganisms in the environment. According to the basic hydrogeochemical principle, the most important role of the slip zone is the claying process of the rock-forming minerals during the formation of the slip zone, which makes the degree of mudding of the muddy intercalation strengthened continuously, thus forming a continuous muddy zone in the interior of the slope and satisfying the occurrence conditions of the slip zone soil. In the aerobic environment, the main manifestations are as follows: oxidation of low-valent metal elements occurs in the early stage, and the dissolution of soluble salts in the solution is enhanced by the addition of low-concentration solution, which makes SO42-and Cl-in the solution. With the increase of ion concentration, the H + produced by oxidation in the solution binds to form strong acidic substances, resulting in the decrease of pH value in the solution until the solution is acidic. However, the subsequent transformation of silicate minerals in the system and the dissolution of carbonate minerals lead to the increase of pH value in the solution, resulting in alkalization. The dissolution of soluble salt minerals and the slow transformation of silicate minerals, i.e. illite to kaolinite with better chemical stability, are the main occurrences in the environment. Therefore, the PH value of the aqueous solution in the system shows a steady upward trend with a small slope. According to the shear resistance of slip zone soils in different environments in this experiment. Based on the analysis of intensity attenuation degree and a large number of landslides induced by "9.16" heavy rainfall in Nanjiang area in 2011, the occurrence mechanism and process of landslides are discussed, that is, continuous rainfall not only changes the reducing environment of slip zone soil, but also causes clay minerals to accumulate due to the oxidation reaction between groundwater infiltration and slip zone soil. The participation of groundwater with lower sub-concentration also causes the dissolution of cements in the soil, which reduces the shear strength and increases the thickness of the sliding zone soil. However, the water-proof boundary effect of clay minerals in the sliding zone increases the load on the slope. The reduction of shear strength due to the chemical action of rainfall on the sliding zone soil requires a longer-term operation. In addition, a strong rainfall is needed to increase the slope load to a certain extent. Therefore, it can be inferred that heavy rain after long rains is the necessary condition for large-scale mass occurrence of such gently inclined shallow soil landslides in red beds.
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P642.22

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本文編號：2220283