陜南土坎梯田田坎力學(xué)特性與垮坎原因分析
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【摘要】:梯田工程是陜南當(dāng)?shù)丶爸苓吺^(qū)的一項(xiàng)重要的水土保持措施,是解決群眾生活的溫飽工程,深受當(dāng)?shù)貜V大人民群眾的歡迎。然而,由于該地區(qū)土壤中粘粒含量高(遇水容易膨脹)、原始地面坡度較陡、雨多強(qiáng)度大等自然因素和在梯田修筑過程中的質(zhì)量、田坎不合理的利用等的影響,梯田田坎垮塌現(xiàn)象嚴(yán)重。陜南地區(qū)梯田田坎垮坎嚴(yán)重,最主要的原因是對陜南地區(qū)修筑梯田所采用的土質(zhì)的類型及特點(diǎn)認(rèn)識不足。以陜南土坎梯田田坎土體為對象,通過室內(nèi)常規(guī)三軸剪切試驗(yàn),對當(dāng)?shù)靥萏锾锟驳淖冃魏涂辜魪?qiáng)度規(guī)律進(jìn)行了研究,分析了田坎土體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及抗剪強(qiáng)度特性;通過室內(nèi)無荷載膨脹率和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),分別研究了無荷載膨脹率隨時間的變化、土體的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系,并對最終穩(wěn)定的無荷載膨脹率和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度進(jìn)行相關(guān)關(guān)系的分析;通過膨脹力試驗(yàn),研究了不同土層深其膨脹力的變化趨勢。主要結(jié)論如下:(1)應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系上:土樣的變形強(qiáng)度關(guān)系在較高圍壓下呈硬化型,隨著圍壓升高結(jié)構(gòu)破壞程度升高,應(yīng)變強(qiáng)化程度增強(qiáng),在低圍壓下則呈現(xiàn)出弱軟化特性;(2)強(qiáng)度特性上:梯田田坎的抗剪強(qiáng)度參數(shù)隨含水量變化而變化,粘聚力c值的變化比大于內(nèi)摩擦角φ值的變化大;在土層120cm范圍內(nèi)的田坎土,其抗剪強(qiáng)度參數(shù)沿深度分布無明顯規(guī)律性,抗剪強(qiáng)度參數(shù)對含水率變化敏感,分析認(rèn)為由于含水率不同致使土層之間存在的抗剪強(qiáng)度差異可能會導(dǎo)致田坎失穩(wěn);(3)洋縣膨脹土的粘聚力c值在90cm之內(nèi)的土層隨土層深度增加,在120cm土層深度處降低,形成一個軟弱面,且暴露的軟弱面抵抗侵蝕能力較弱,在雨水的浸潤、軟化、沖蝕條件下,田坎中下部先破壞,從而導(dǎo)致整個田坎的滑塌;(4)不同深度土層試樣的無荷載膨脹率隨時間變化有三個階段:加速膨脹階段、減速膨脹階段和穩(wěn)定階段;應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系的3個階段:彈性、屈服、應(yīng)變強(qiáng)化;洋縣梯田田坎土層越深,其最終的膨脹率越大,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度在120cm土層深處降低,這點(diǎn)與粘聚力c值的變化相一致,而商州的的膨脹率隨土層深度無明顯規(guī)律;土體的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與其最終穩(wěn)定時的膨脹率成指數(shù)變化關(guān)系。(5)洋縣膨脹力隨土層深度的增加在不斷的增加,膨脹力逐漸增大,與膨脹率的變化規(guī)律相一致,非膨脹土商州的則規(guī)律不明顯。在修筑梯田時,必須充分認(rèn)識膨脹土易風(fēng)化、吸水膨脹和強(qiáng)度衰減這樣的特性。含水量對土的抗剪強(qiáng)度的影響較大,雨季梯田垮坎較嚴(yán)重,在膨脹土分布區(qū)土坎梯田的建設(shè)必須重視排水的問題,可在梯田與其上部陡坡地接合部位修建排水溝,疏導(dǎo)降雨徑流或以排水固坎為中心建立耕作措施、工程措施和生物措施相結(jié)合的綜合防治體系。
【關(guān)鍵詞】:陜南 梯田田坎 抗剪強(qiáng)度 膨脹率 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:S157.31
【目錄】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-10
- 第一章 文獻(xiàn)綜述10-17
- 1.1 研究背景10-11
- 1.2 選題的目的及意義11-12
- 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
- 1.3.1 膨脹土的研究現(xiàn)狀12-16
- 1.3.2 石渣土的研究現(xiàn)狀16-17
- 第二章 研究內(nèi)容及方法17-26
- 2.1 研究內(nèi)容17-18
- 2.2 研究路線18-20
- 2.3 研究方法20-25
- 2.3.1 研究地概況20
- 2.3.2 試驗(yàn)地基本性質(zhì)20-21
- 2.3.3 試樣制備和試驗(yàn)方法21-25
- 2.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)方法25-26
- 第三章 結(jié)果與分析26-39
- 3.1 土坎梯田田坎抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)研究26-32
- 3.1.1 應(yīng)力—應(yīng)變特性分析26-28
- 3.1.2 抗剪強(qiáng)度特性分析28-32
- 3.2 土坎梯田田坎膨脹率與力學(xué)性質(zhì)的研究32-35
- 3.2.1 無荷載膨脹率32-33
- 3.2.2 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度33-34
- 3.2.3 無荷載膨脹率與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系分析34-35
- 3.3 膨脹力35-37
- 3.4 垮坎原因分析37-39
- 3.4.1 梯田垮坎土質(zhì)37
- 3.4.2 梯田垮坎變形類型和特點(diǎn)37-38
- 3.4.3 梯田田坎垮坎原因簡析38-39
- 第四章 結(jié)論39-40
- 參考文獻(xiàn)40-44
- 致謝44-45
- 作者簡介45
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:421090
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