本文關(guān)鍵詞：含水量對黃土強度特性影響的研究

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【摘要】：黃土高原地區(qū)易發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,極大地危害了人類的生命安全,同時給經(jīng)濟發(fā)展帶來慘重?fù)p失,因此研究黃土的強度特性及黃土滑坡的誘發(fā)機制具有重要意義。究其本質(zhì),黃土是一種土顆粒間黏結(jié)作用力易受外界因素影響的粉質(zhì)土-粉質(zhì)黏土。作為一種特殊土,黃土具有大孔隙、垂直節(jié)理發(fā)育、遇水濕陷、沉積層理不明顯等特點,同時,由于黃土層與其下覆地層(如風(fēng)化泥巖層、河流沖積黏土層等)物理性質(zhì)、水理及強度變形方面的差異性,在降雨或灌溉等水的作用下,易發(fā)生滑坡。本文從水對黃土強度特性影響的角度出發(fā),以涇河南塬典型黃土為主要研究對象,在對黃土滑坡災(zāi)害進行野外地質(zhì)調(diào)查、室內(nèi)試驗基礎(chǔ)上,系統(tǒng)研究了水對黃土強度弱化的作用規(guī)律,最后結(jié)合典型黃土滑坡實例,分析其滑動特征,并探討其誘發(fā)機制。本文主要內(nèi)容如下:(1)通過對探井不同深度處原狀土樣的直剪試驗,研究了土體在不同含水率狀態(tài)下的變形破壞特征和強度弱化規(guī)律,分析發(fā)現(xiàn):土體含水率升高時,土體的應(yīng)變特征逐漸由應(yīng)變軟化型過渡到應(yīng)變硬化型,且固結(jié)正應(yīng)力水平的提高使土體的應(yīng)變硬化特性更加明顯;水對低含水率土樣的抗剪強度軟化效應(yīng)比對高含水率土樣更明顯,水分對黃土強度弱化作用的內(nèi)在機制是使黃土顆粒間的膠結(jié)作用弱化,并且水對土顆粒間錯動時的摩擦阻力大小無影響。(2)通過開展原狀土體的殘余剪切試驗,研究了土體的殘余強度及變形特征,發(fā)現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)的天然黃土第一次剪切破壞時不具有應(yīng)變軟化特征;土體的強度隨剪切位移呈增長趨勢,并且土體的殘余強度特性主要取決于土粒顆粒間的膠結(jié)作用,而不受顆粒錯動時摩擦阻力影響;原狀土體的重塑過程使土體的殘余黏聚力降低,殘余摩擦角則基本不變。(3)通過對重塑土樣的直剪試驗,研究了黃土的結(jié)構(gòu)強度特征,發(fā)現(xiàn)土體含水率越低,結(jié)構(gòu)強度越高;當(dāng)土體呈現(xiàn)應(yīng)變軟化特性時,土體具有結(jié)構(gòu)強度,呈現(xiàn)應(yīng)變硬化特征的土體不具有結(jié)構(gòu)強度。(4)通過野外地質(zhì)調(diào)查,針對一個典型的滑坡實例,系統(tǒng)分析了高速遠(yuǎn)程黃土滑坡的滑動特征,認(rèn)為對于此類黃土滑坡的誘發(fā)機制可以從上部拉裂破壞區(qū)、中部剪切破壞區(qū)、下部飽和土體靜態(tài)液化區(qū)三個方面分析。上述研究成果對研究水入滲作用下黃土強度的弱化規(guī)律具有一定的實用和指導(dǎo)價值,并加深了黃土滑坡形成機理的認(rèn)識。
【關(guān)鍵詞】：黃土滑坡 含水量 抗剪強度 殘余強度 結(jié)構(gòu)強度 高速遠(yuǎn)程滑坡
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P642.22
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 研究背景和意義10
• 1.2 問題的提出10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題11-18
• 1.3.1 黃土的物理性質(zhì)研究11
• 1.3.2 黃土微觀結(jié)構(gòu)特征研究11-12
• 1.3.3 原狀黃土的結(jié)構(gòu)性研究12-13
• 1.3.4 飽和黃土的滲透性研究13
• 1.3.5 飽和、非飽和黃土的力學(xué)特性研究13-16
• 1.3.6 土體細(xì)觀特性的數(shù)值試驗研究16-17
• 1.3.7 基于研究現(xiàn)狀的思考17-18
• 1.4 研究內(nèi)容18
• 1.5 技術(shù)路線18-20
• 2 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件20-32
• 2.1 研究區(qū)工程地質(zhì)條件20-23
• 2.1.1 地理位置20
• 2.1.2 地形地貌20
• 2.1.3 地層巖性20-22
• 2.1.4 地質(zhì)構(gòu)造22
• 2.1.5 氣象水文22-23
• 2.1.6 水文地質(zhì)條件23
• 2.2 黃土的基本物理、水理性質(zhì)23-30
• 2.2.1 試驗取樣23-24
• 2.2.2 基本物理性質(zhì)24-29
• 2.2.3 水理性質(zhì)29-30
• 2.3 小結(jié)30-32
• 3 黃土抗剪強度的試驗研究32-58
• 3.1 不同含水量條件下黃土強度特性試驗研究32-43
• 3.1.1 試驗方案32-35
• 3.1.2 剪切破壞行為35-38
• 3.1.3 不同含水量條件下抗剪強度變化特征38-43
• 3.2 黃土殘余強度特性試驗研究43-52
• 3.2.1 試驗方案43
• 3.2.2 土樣埋深對殘余強度特性影響43-47
• 3.2.3 含水率對殘余強度特性影響47-51
• 3.2.4 土體結(jié)構(gòu)性對殘余強度特性影響51-52
• 3.3 黃土結(jié)構(gòu)強度特性試驗研究52-56
• 3.3.1 試驗方案53
• 3.3.2 重塑土剪切行為53-54
• 3.3.3 水對土體結(jié)構(gòu)性影響54-56
• 3.4 小結(jié)56-58
• 4 高速遠(yuǎn)程型黃土滑坡的滑動特征及誘發(fā)機制分析58-70
• 4.1 基本概況58-59
• 4.2 滑坡特征59-64
• 4.2.1 滑坡形態(tài)特征59-62
• 4.2.2 拉張裂縫62
• 4.2.3 前緣擠壓62-63
• 4.2.4 地下水位63-64
• 4.2.5 鹽分64
• 4.3 滑動機制64-69
• 4.3.1 上部拉裂區(qū)65
• 4.3.2 中部剪切區(qū)65-68
• 4.3.3 下部靜態(tài)液化區(qū)68-69
• 4.4 小結(jié)69-70
• 5 結(jié)論及展望70-72
• 5.1 結(jié)論70-71
• 5.2 展望71-72
• 攻讀碩士期間的學(xué)術(shù)論文及參與項目72-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-78

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