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《兰州大学》 2012年
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滑坡滑带土工程特性试验研究

宋丙辉  
【摘要】:滑坡是严重的自然灾害之一,它常常中断交通、堵塞河道、掩埋村镇,给国家和人民的生命财产造成巨大的损失。滑坡与其他斜坡变形最重要的区别之一是它有一个或多个明确的滑动面(带),滑坡体常依附此面(带)滑动。滑坡的发生取决于滑动面上的应力状态和滑带土强度的变化,因此从某种意义上说,滑坡机理就是滑带土的变形破坏机理,针对滑带土开展物理性质及其力学行为的研究,已成为滑坡灾害研究和防治中的一项重要任务。 本文通过收集整理国内外滑坡滑带土物理力学性质研究等方面的文献资料,初步掌握了滑带土的研究现状和研究方法,明确了滑带土工程特性研究中存在的不足,即对区域性特殊岩土类型构成的滑坡滑带土研究程度还比较低,无法满足今后地质灾害防治工作的需要。因此,本文以甘肃陇南、甘南地区典型的千枚岩、页岩、板岩等软弱易滑岩土体构成的滑坡滑带土为研究对象,通过野外调查取样、室内物理力学试验对该类滑带土的物理性质、剪切特性、微结构特征和动力特性等方面进行了比较深入的研究。本论文的主要研究内容和取得的研究成果有: (1)物理性质研究 通过室内试验测试了锁儿头、泄流坡滑坡滑带土的颗粒组成、稠度指标和岩矿成分,结果发现锁儿头滑带土的粉粒含量较高,泄流坡滑带土黏粒含量较高;泄流坡滑带土的液限和塑性指数大于锁儿头滑带土的试验结果,反映了两种滑带土的水敏感性不同;岩矿鉴定表明两种滑带土的主要物相组分是灰泥和泥质。 (2)剪切强度特性研究 对两种滑带土分别开展了直剪试验和反复剪试验,探讨了抗剪强度指标的水敏感性,同时利用大型直剪试验探讨了颗粒级配对锁儿头滑带土剪切特性的影响。试验研究发现,滑带土直剪和反复剪应力-应变关系曲线由应变软化转变为应变硬化的含水量拐点在塑限附近,而不同含水量下锁儿头滑带土大剪试验应力-应变关系均呈弱应变硬化特征,利用邓肯-张双曲线模型来描述大剪试验应力-应变关系是可行的。 (3)微观结构特征研究 利用扫描电镜试验观测了泄流坡滑带土和滑体土的微观结构特征,借助图像处理软件比较了二者的孔隙等效直径、平面孔隙率和定向度的差异,并运用分形分维理论建立了锁儿头滑带土孔隙形态分形维数与抗剪强度指标间的相关关系。结果表明,相对于滑体土,滑带土的孔隙等效直径较小,平面孔隙率也较小,孔隙形状不规则,水平向定向趋势更明显;随着孔隙形态分形维数的增大,锁儿头滑带土的孔隙比逐渐减小,而黏聚力和内摩擦角逐渐增大,这为从微观角度预测土体的宏观强度提供了一定的借鉴和参考。 (4)动力特性研究 利用动力三轴剪切仪对泄流坡滑带土开展了固结不排水动力特性试验研究,结果发现,滑带土动粘聚力随含水量的增加而不断降低,动摩擦角则几乎不受含水量的影响,滑带土动弹性模量随动应变的增加基本呈指数形式递减,动应力-应变关系骨干曲线均呈非线性增长,指数模型能够较好地描述泄流坡滑坡滑带土的动力本构关系。 通过上述研究初步揭示了甘肃陇南、甘南地区典型的千枚岩、页岩、板岩等软弱易滑岩土体构成的滑带土的物理力学特性,丰富和完善了特殊滑带土的研究理论和实践水平,为同类型滑坡灾害的防治提供了一定的借鉴和参考,具有较重要的现实意义和指导意义。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P642.22

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