黃土較松散,內(nèi)部大孔隙和垂直節(jié)理發(fā)育,因其特殊的結(jié)構(gòu)為水的快速入滲提供了通道。為了有效減輕降雨和灌溉誘發(fā)黃土滑坡對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的巨大損失,開(kāi)展兩種類型滑坡的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究,具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文以涇陽(yáng)地區(qū)淺表層黃土滑坡為研究對(duì)象,開(kāi)展室內(nèi)物理模型實(shí)驗(yàn),旨在研究不同降雨形式、不同坡體結(jié)構(gòu)及滴灌條件下不同坡度對(duì)黃土斜坡變形破壞過(guò)程影響,設(shè)計(jì)并進(jìn)行了5組實(shí)驗(yàn),分別為持續(xù)強(qiáng)降雨斜坡實(shí)驗(yàn)、持續(xù)強(qiáng)降雨斜坡(含垂直節(jié)理)實(shí)驗(yàn)、間歇強(qiáng)降雨斜坡實(shí)驗(yàn)和滴灌條件下60°斜坡和45°斜坡實(shí)驗(yàn),且每組斜坡內(nèi)埋設(shè)體積含水率傳感器、基質(zhì)吸力傳感器和孔隙水壓力傳感器記錄其內(nèi)部變化。根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果同時(shí)基于Geo-studio有限元軟件的SLOPE/W和SEEP/W模塊的數(shù)值計(jì)算結(jié)果,主要得到以下幾點(diǎn)成果:(1)對(duì)實(shí)驗(yàn)中3種傳感器讀數(shù)變化進(jìn)行了分析,對(duì)其變化規(guī)律及三者之間的關(guān)系進(jìn)行了總結(jié)。同時(shí)將實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的濕潤(rùn)鋒、孔隙水壓力、滑面的位置與數(shù)值計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行相互驗(yàn)證,最后還分析了斜坡安全系數(shù)與時(shí)間的關(guān)系。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中濕潤(rùn)鋒的變化,得到了黃土斜坡的入滲規(guī)律,即在持續(xù)強(qiáng)降雨和間歇性強(qiáng)降雨斜坡實(shí)驗(yàn)中,斜坡滲透速度由大到小順序是:坡腳后緣坡面。持續(xù)強(qiáng)降雨斜坡(含垂直節(jié)理)實(shí)驗(yàn)中,斜坡各處滲透速度由大到小順序是:節(jié)理處坡腳后緣坡面。在滴灌條件下,斜坡滲透速度由大到小順序是:灌溉點(diǎn)坡腳后緣坡肩。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果,總結(jié)出黃土斜坡變形破壞規(guī)律,即在滴灌實(shí)驗(yàn)中坡度越小,發(fā)生滑坡時(shí)所需的灌溉量越大,所形成的滑面深度越大,滑坡啟動(dòng)所需孔隙水壓力增大幅度越大,滑動(dòng)距離越遠(yuǎn)。在強(qiáng)降雨實(shí)驗(yàn)中,無(wú)節(jié)理?xiàng)l件下滑動(dòng)面越深,滑坡啟動(dòng)所需的孔隙水壓力增大幅度越大,同時(shí)滑坡產(chǎn)生需要的時(shí)間越長(zhǎng)。另外根據(jù)降雨實(shí)驗(yàn)中不同實(shí)驗(yàn)條件所需降雨量不同,認(rèn)為斜坡結(jié)構(gòu)對(duì)斜坡穩(wěn)定性影響比降雨形式的影響要大。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中斜坡變形破壞過(guò)程,總結(jié)了其變形破壞模式,其中持續(xù)強(qiáng)降雨均質(zhì)斜坡破壞模式為:原始斜坡→坡肩侵蝕→坡腳侵蝕→后緣裂隙產(chǎn)生和擴(kuò)展→→滑動(dòng)破壞。持續(xù)強(qiáng)降雨含垂直節(jié)理斜坡破壞模式為:原始斜坡→坡肩侵蝕→坡腳侵蝕→后緣節(jié)理擴(kuò)展→滑動(dòng)破壞。。(5)本次實(shí)驗(yàn)所取得的研究成果很好地揭示了降雨、灌溉條件下黃土斜坡的變形破壞機(jī)理,即實(shí)驗(yàn)前期,隨著體積含水率不斷增大,基質(zhì)吸力逐漸減小至基本穩(wěn)定,土體強(qiáng)度隨之減小。中后期上部土體已飽和,孔隙水壓力保持穩(wěn)定,但由于后期坡體變形導(dǎo)致裂隙的產(chǎn)生或者原有節(jié)理的擴(kuò)展,在變形過(guò)程中局部土體排水不暢,導(dǎo)致超孔隙水壓力產(chǎn)生,有效應(yīng)力隨之減小,當(dāng)土體強(qiáng)度減小至最低,小于其臨界值,節(jié)理或裂隙相互貫通形成主滑面,滑坡發(fā)生。
【學(xué)位單位】：中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P642.22

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7 楊U

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