基于冻融界面强度损伤的季冻区土质边坡稳定性研究

【摘要】： 我国季节性冻土地区占到了国土面积的53.5%,土体结构在该地区特殊的气候条件下,自身强度会发生变化。土质边坡作为道路重要的附属结构,其稳定性是保证道路安全运营的前提。季节冰冻地区土质边坡春融期经常发生浅层滑坡,土坡融化过程中融化土体与冻结土体间形成滞水润滑界面,并构成发生滑坡灾害的薄弱界面。本文设计特殊方法实现冻融界面,并以该界面强度试验作为基础展开该类土坡的稳定性分析,研究结论具有一定的理论和应用价值。 本文是国家高技术研究发展计划(863计划)《季节冰冻区大范围道路灾害参数监测与辨识预警系统研究》项目(2009AA11Z104)中的一部分,主要的工作内容如下: 1.改进试验方法,选用同一种土样分别添加1%盐水和普通水进行配比,按体积比1:1压实制作试件,并在? 3°C的试验温度下实现冻融界面。针对冻融界面进行剪切强度试验,并比较冻融界面强度与普通土试样的强度差异; 2.结合边坡稳定性的主要影响参数,进行冻融界面土体抗剪强度损伤研究,鉴于季节冰冻区特有的气候特点,提出抗剪强度随冻融循环的损伤模型,给出抗剪强度参数粘聚力c及内摩擦角?值折减分析; 3.通过土坡失稳时临界深度的损伤试验研究了冻融界面存在的边坡,其界面破坏形态及滑坡的临界深度,提出经历冻融循环前后该类边坡滑动面深度的损伤模型,并给出应对该类滑坡的措施; 4.运用连续介质显式拉格朗日有限差分法,模拟土质边坡融化过程中其内部的塑性区分布特征和剪应变增量的发展趋势,分析季节冰冻地区正融土质边坡的最不利受力位置及其破坏形式,模拟结果有一定的实际意义。