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环境因素对膨胀土边坡内温度场、湿度场影响的模型试验研究

孙义刚  
【摘要】: 本文以广西南宁典型膨胀土为研究对象,制作一膨胀土边坡模型。利用环境发生器,通过模拟环境温度、环境相对湿度以及降雨等气象环境因素,观测在气象环境因素改变条件下,膨胀土边坡模型内温度场、湿度场的分布与变化规律。同时对气象环境因素改变条件下,边坡模型土体裂隙、位移进行观测与描述。 环境温度、相对湿度、降雨影响着边坡土体内热量的传递、温度的改变。环境相对湿度较高的情况下,土体内温度变化速率较快;降雨前后,边坡模型土体内温度的变化速率发生了变化,环境相对湿度、环境温度相同,降雨后温度变化速率减慢;只改变环境相对湿度、环境温度以及降雨,对边坡土体内温度场的影响深度在0.8m左右,土体表面0.5m内温度变化幅度较大;随着深度的增加,温度的滞后效应逐渐明显。 环境温度、相对湿度、降雨对边坡土体内湿度场均有较大影响。环境温度、相对湿度改变对边坡土体内部含水量的影响深度为0.5m左右,土体含水量变化幅度最大为3.5%;降雨对边坡土体内含水量的变化影响较大,影响深度1.0m左右,土体含水量变化幅度最大为5.5%;边坡土体的饱和渗透系数随着土体含水量的增加相应增大。 环境温度、相对湿度的改变对边坡模型土体裂隙的发育与发展有较大影响,裂隙最宽达6mm,最深达6cm;而对边坡模型土体表面位移影响较小。降雨前后随着干湿循环次数的增加,边坡土体表面的裂隙的类型发生了改变,裂隙的发育与开展加速了雨水的入渗,使得边坡表面的位移逐渐增大,最终导致边坡表面土体饱和、松动。 通过此次模型试验,积累了经验,得到了许多有用的数据,对今后的模型试验以及研究具有指导与借鉴意义。


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