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魏家沟滑坡滑带土非饱和蠕变特性试验研究

李小慧  
【摘要】:滑带是一个滑坡的重要结构要素,滑带土的蠕变特性能够真实直接的反映滑坡的演化过程,是滑坡形成过程当中形成的特殊的岩土体。据大量研究统计,大多数的滑坡的发生是由于水起到了决定性的作用。降雨是魏家沟滑坡失稳的主要诱因,在降雨入渗地下水位逐渐上升的作用下,滑带土处于非饱和与饱和状态的变化中,其抗剪强度明显降低,导致边坡稳定性大大降低。而且滑坡的演化过程多数具有时间效应,也就是流变特性。然而经典的饱和土力学理论是建立在饱和土的基础上的,已无法描述非饱和状态下的滑坡土体的力学特性,所以对滑坡滑动带土的非饱和蠕变特性的研究具有很重要的意义。本文以魏家沟滑坡滑带土为研究对象,采用非饱和土力学及流变土力学理论和试验相结合的方法,通过能够控制基质吸力的非饱和三轴蠕变仪开展滑坡滑带土的非饱和蠕变试验,研究和探索水作用下滑坡土体的非饱和蠕变特性,建立能够反映水作用效应的非饱和蠕变模型,从而达到定量研究水对滑坡变形机理的影响的目的。具体内容如下:(1)介绍魏家沟滑坡的地质特征及诱发机理;取滑坡滑带土开展一系列室内常规物理力学特性试验及非饱和三轴试验,获取土样的基本物性指标及非饱和土抗剪强度参数,为非饱和蠕变的加载提供依据。(2)采用2FSR-6型二联式非饱和三轴蠕变试验仪,采用陈氏加载法,对魏家沟滑坡滑带土开展不同净围压、不同基质吸力,不同偏应力下的非饱和土三轴固结排水蠕变试验,获得土样在不同净围压,不同基质吸力,不同偏应力水平下的分级加载蠕变曲线,应力应变等时曲线等,并分析总结各曲线的变化特征。(3)借鉴饱和土蠕变经验模型Singh-Mitchell模型与Mesri模型的建立,通过分析模型参数与应力应变和时间关系,建立参数与应力和时间的函数关系,并且定义一种包含基质吸力的应力水平,并将其带入到Singh-Mitchell模型与Mesri模型中,从而建立包含基质吸力的非饱和蠕变模型。(4)选用元件模型——Burgers模型对魏家沟滑坡滑带土的非饱和蠕变进行了辨识,通过对试验曲线的拟合得到了该模型的参数。借助于FLAC 3D软件对魏家沟滑坡进行了不考虑时间效应的流变分析和考虑时间流变效应的流变分析,分别对滑坡体的应力分布情况、位移变化情况和塑性区扩展情况进行了分析。


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