Slide stability of hydraulic structures on subbed soil

The study on slide stability of hydraulic structures on subbed soil was made. Using the slide test results of dragged concreting base plates on subbed soil pits,the decreased value of bearing capacity on slide after rebound and repression influence of subbed soil was determined,and the envelope of ultimate slide shear resistance was also quantitatively determined. Due to the lack of similar mechanisms of slide stability on subbed soil and base plate of hydraulic structures,different safety coefficients for the slide stability were adopted. It was suggested to use the maximum compressive stress σmaxof eccentric load to predict structure displacement,slide and creepy slippage of subbed soil,to determine the sliding creepy contour and limit the maximum load on subbed soil. Two hydraulic structures that had been put into operation were reviewed by this method,and the results accorded with the real conditions.

考虑剪切速率影响桩土界面力学特性模拟研究

文中通过大型直剪仪研究了黏性土与混凝土界面的界面摩擦阻力,测定了不同剪切速率和法向应力下黏性土-混凝土界面摩擦阻力以及剪切速率与剪切破坏位移的关系.结果表明:黏性土与混凝土界面的剪应力-剪切位移关系受剪切速率和法向应力的影响.剪切速率对界面附着力和界面摩擦角均不存在影响,界面剪切破坏位移与剪切速率之间没有明显的相关性,但剪切速率对桩-土界面剪切破坏位移有一定的影响.因此,静压桩沉桩速度范围内,剪切速率对桩土界面力学特性影响不大.

含粗粒滑带土剪切带演化及空间展布规律研究

对含不同强度粗颗粒的滑带土进行了可视化中型直剪试验,通过竖直置入铝丝观察剪切后铝丝变形情况获取剪切破坏带的空间信息,并建立了剪切带空间曲面方程。通过粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对可视面处二维剪切带信息进行提取,并与剪切试验得到的空间曲面方程的边界外推值进行对比,证明了空间曲面方程与PIV技术能够描述剪切带特征。然后通过PIV技术对不同剪切总位移与某一剪切位移下短时间内相对位移规律进行了分析。最后分析了预制损伤与粗颗粒强度对剪切带特征的影响。研究结果表明,剪切带形状为两端薄中间厚的带状,可采用高斯曲面方程对剪切带轮廓进行拟合。剪切带在发展过程中经历压密、自由损伤、损伤沿固定路径发展与剪切带贯通4个阶段,损伤使得剪切带发展各阶段前移,粗颗粒强度会对局部剪切带变形产生较大影响而对整体剪切带的变形影响较小。该研究成果对于揭示滑坡剪切带形成与演变规律从而设计合理的边坡防治方案具有重要意义。

基于不同含水率滑带土水致破坏研究及防治方案建议

随着工程活动的愈发频繁,人为因素诱发滑坡地质灾害越来越多,其中由于加载作用诱发滑坡最为常见。本文依托“贵州省1:1万地质灾害+风险斜坡精细化调查示范项目”,采用野外调查、室内岩土试验及稳定性分析相结合的方法,对某矿区10号挡墙滑坡的形成机理进行了研究,通过对比研究不同含水率下粉质黏土和含碎石粉质黏土的物理力学参数变化,总结了不同滑带土剪切强度与含水率之间的关系,并提出了计算公式,为后期防治工程决策提供了依据。

不同深度天津原状软土的物理力学特性试验研究

受沉积年代和环境等因素的影响,不同深度下软土物理力学性能有所差异。为研究不同深度下其物理力学性能的变化规律及微观内部结构的差异,以天津滨海新区原状软土为研究对象,选取同层不同深度下原状软土(S1,S2和S3的取样深度分别为4.3~5.3m、8.3~9.3m和12.3~13.3m)进行物理力学试验和扫描电镜试验(SEM),分析其物理指标的概率特征,软土抗剪强度随深度的变化规律和微观结构的差异。结果表明:(1)随着原状软土深度的增加,含水率、孔隙比和液塑限呈缓慢下降趋势,S1、S2和S3的物理性质指标基本符合正态分布且变异系数较小;(2)S1、S2和S3在较低垂直压力作用下,其剪切位移—剪应变曲线均呈现弱硬化性。S3的抗剪切性能优于S1和S2,且含水率和天然密度对原状软土抗剪强度指标影响较大;(3)随着深度增加,软土内部结构更紧密,土颗粒形态清晰且以大颗粒为主,颗粒间的接触面增大。

贵州公路旁边坡滑带土抗剪强度特性研究

为了探究公路旁边坡滑带土的强度性质和法向变形性质的变化规律,以贵州山区公路为例,利用环剪仪研究了滑带土在不同含水率和不同法向应力下的抗剪强度特性.结果表明:不同含水率滑带土的峰值强度和残余强度与法向应力间具有良好的线性关系;法向应力越大,试样达到峰值强度所需要的剪切位移也会越大;含水率较高的条件下,滑带土从峰值强度下降到达残余强度期间内,剪应力有增加的趋势;随着含水率的增加,黏聚力呈现增大的趋势,内摩擦角在塑限附近达到峰值,之后逐渐减小.滑带土性质的研究可为公路旁滑坡识别与预防提供科学依据.

基于残余强度指标的槐扒滑坡滑带土强度试验研究

【目的】研究滑带土强度特性问题。【方法】以三门峡槐扒滑坡滑带土为例,不仅对滑带土做了基本物理试验分析,而且使用德国wille环剪仪对滑带土的重塑样开展了在恒定剪切速率0.2 mm/min下,不同垂直压力(100 kPa、200 kPa、300 kPa、400 kPa)不同含水率(12%,15%,18%,21%,24%)条件下的环剪试验。【结果】滑带土残余强度会随着含水率的增大而减小,在低含水率时呈现“应变软化”现象,残余强度有所减小;高含水率时呈现“应变硬化”现象,残余强度有所增加。含水率相同时,滑带土的残余强度会随着垂直压力的增大而增大。【结论】为三门峡的滑坡防治提供理论依据。

基于大型直剪试验的重塑花岗岩残积土剪切特性研究

以福建省永安地区花岗岩残积土为研究对象,借助大型直剪仪,综合考虑含水率和干密度等因素,设计并开展花岗岩残积土重塑土样的大型直剪试验。试验结果表明:重塑花岗岩残积土的剪切应力总体上随着轴向压力的增加,而增加;同时其剪切应力-位移曲线形态与发展趋势复杂,部分试样表现出应变硬化特征,但部分试样也存在明显的应变软化现象;含水率和干密度显著影响重塑花岗岩残积土的抗剪强度参数,重塑花岗岩残积土的内摩擦角和黏聚力随含水率的增加呈现先增加后减小的趋势,同时又随干密度的增加近似呈线性增加。研究成果有助于深化花岗岩残积土剪切特性的认识和理解。

不同环剪方式下滑带土残余强度试验研究

以三峡库区黄土坡滑坡滑带土为研究对象,利用环剪仪研究了黄土坡滑坡滑带土在单级剪、预剪以及多级剪3种环剪方式下的残余强度特征。试验结果表明:不同环剪试验下剪切带的形成与剪切位移相关;残余强度随有效法向应力的增大而增大,对于已经存在剪切带的滑带土,环剪时能很快达到残余强度状态;滑带土环剪轴向压缩分初始剪胀、颗粒运移压密和稳定压密3个阶段,且每个阶段剪应力变化趋势不同;预剪试验和多级剪切试验得到的残余强度偏大,应该首选单级剪切试验测试滑带土残余强度指标。

三峡泄滩滑坡体滑动带土的蠕变试验研究

三峡古滑坡的变形和长期稳定的控制性因素,在于滑动带土力学特性的强度损伤积累和时间效应。为了滑坡建模和稳定数值分析的需要,进行了泄滩滑坡体滑动带土的三轴排水蠕变试验研究。并在此基础上,给出了排水条件下粘性土的Mesri蠕变模型,即剪应力-应变关系采用双曲线模型,应变-时间关系采用幂函数来描述土体的弹粘塑性。

柳家凹黄土滑坡滑动机制研究

以豫西山区柳家凹黄土滑坡为研究对象,采用现场地质勘探和调绘的方法确定了滑坡的形态和性质;利用原位试验和室内试验确定了滑带土的强度衰减的影响因素和影响规律;采用现场监测等技术手段,确定了滑动深度。在此基础上,分析了柳家凹滑坡的活动历史、成因、范围和影响因素。调查和分析表明,柳家凹黄土滑坡的滑动机制可概括为古滑坡因路堑开挖和降雨而局部复活。古滑坡黄土体结构相对松散,抗剪强度较差。当古滑坡前缘土体被开挖后,古滑体失去前缘支挡,在自重应力和地下水共同作用下,古滑坡体前缘沿黄土层与砾石层交接面滑动带滑移破坏。根据古滑坡复活情况分析,柳家凹黄土滑坡为牵引式滑坡,当滑体前缘滑动后,后面的滑体陆续出现滑动,裂缝向纵深方向发展。

金沙江支流冲江河巨型滑坡及其局部复活机理研究

中国西南三江活动构造带是大型滑坡的高发区。笔者在滇西北金沙江支流冲江河螺丝湾电站一带发现的巨型滑坡——冲江河滑坡,位于区域性活动断裂带的阶区,属于古地震造成的巨型古滑坡或坐落体,体积可达5.8×108m3。该巨型古滑坡在后期演化中经历了趋稳和局部再复活的过程,其内部存在若干次级滑坡,且表现出级序越低、稳定性越差的特点。在野外调查的基础上,对复活次级滑坡的滑带土进行了环剪试验研究,获得了不同部位滑带土在较大剪切位移条件下的抗剪强度变化规律,认为活动构造带斜坡岩体破碎软弱、坡脚处于应力集中区是冲江河巨型滑坡局部复活的重要因素;在剪切作用下,饱和或近饱和的滑带土因超孔隙水压力而发生液化作用,促进了坡体大变形的发生。试验结果很好地解释了公路坡脚部位,即使少量开挖就可以引起缓慢、持续发生的大变形现象。从滑坡复活机理角度,加强坡面排水和坡前采用抗滑桩技术可以有效控制坡体稳定性。

基于CT扫描和仿真试验研究黄土坡滑坡原状滑带土力学参数

采集大量巴东黄土坡滑坡原状滑带土样本,采用CT扫描获取原状滑带土内部颗粒分布,并初步判断样本属土–石混合体。挑选典型CT扫描图像并经过栅格化处理,对原状滑带土进行三轴数值试验,其中滑带土细组构(粒径小于2 mm)部分采用直剪试验获取其力学参数,粗粒碎石(粒径大于2 mm)部分参照滑床母岩的力学参数,根据仿真计算结果分析原状样本破坏机制,并对比土–石混合体与纯土(细组构)力学参数的区别。研究结果表明:与纯土剪切强度相比,原状滑带土内摩擦角提高不明显,而黏聚力却能提高80%以上。据分析,土–石混合体中含石量仅为30%左右,不会改变细组构作为骨架的实际情况,但变形过程中,碎石运动速率较细组构慢,在较大法向应力作用下对细组构产生有效阻力,从而在碎石与土界面处提供类似于挡土墙与填土界面的主动土压力外摩擦角,在莫尔圆中,该作用反映在土–石混合体系黏聚力的显著提高上,通过分析滑带中采集到的大块石表面力学痕迹找到相关依据。该研究方法可为获取真实有效的滑带土剪切强度参数提供一条新思路。

粗粒土与结构接触面静动力学特性的大型单剪试验研究

运用80 t大型三维接触面试验机,对单剪条件下粗粒土与钢板接触面静动力学规律进行了研究。随单调剪切的进行,接触面土体变形由靠近结构面区域逐渐向远处传递和发展,并集中于剪切区域内,接触面厚度约为（6~7）D50;接触面达到强度时对应的滑动位移约为0.5D50,之后滑动位移发展变快,破坏发生在接触界面处;法向应力对接触面厚度、土体变形沿试样深度分布形式影响较小,主要影响土体变形大小。循环剪切时接触面厚度未继续扩展;土体变形及变形位移幅值随循环剪切逐渐减小,并向初始剪切方向偏移,出现了异向性;接触面在不断剪切硬化,主要由结构面附近土体硬化所致;接触面强度是否达到主要取决于滑动位移,并在达到后逐渐减小,减小程度达16%,且正反向剪切时强度呈现异向性;接触面剪切体变、切向应力与3种位移（切向位移、变形位移、滑动位移）的关系稍有差别。

应变速率对含砾滑带土抗剪强度影响研究

在三轴实验中所得滑坡滑带土强度结果既受实验方法影响,也与不同的实验条件和应变速率密切相关。以某滑坡为例,结合室内试验,基于蒙特卡洛原理建立含砾滑带土数值试验模型,揭示不同应变速率下滑带土强度特性的响应规律,并建立反映不同应变速率下滑带土强度预测模型。结果表明,不同应变速率下抗剪强度值差异明显,呈现明显的分区性(相对高应变速率区和相对低应变速率区),各区中应变速率对抗剪强度值的影响不同。

不同含水率下滑带土抗剪强度特性研究

利用环剪试验仪可以研究土体在较大剪切位移下抗剪强度的变化规律。试验以三峡库区黄土滑坡滑带土为研究对象,研究了在不同法向压力和含水率下该滑带土抗剪强度的特性。试验结果表明:滑带土的抗剪强度与轴向应力的大小呈现出较强的线性关系,并随有效轴向应力的增大而增大;试样在剪切过程中呈现出应变软化的特征,当轴向应力一致时,低含水率的滑带土其抗剪强度峰后软化现象表现的越明显;不同含水率滑带土试样之间的c、值降幅百分比基本一致,c、值减小范围比较同步,塑限含水率可作为影响滑带土抗剪强度增降百分比的重要分界点。

云罗高速公路沿线高液限土承载比影响因素分析

以云罗高速公路工程中的高液限土改良方案为背景,通过试验研究颗粒级配和矿物成分对具有明显地区特征的掺砂高液限粉土和高液限黏土承载比的影响。结果表明:亲水性矿物成分是影响高液限土水敏性、膨胀率、加州承载比C CBR的主要原因之一;细颗粒含量越高,水敏性越强,C CBR越小;影响土体C CBR的主要因素是亲水性矿物含量,其次为黏粒组颗粒曲线分布情况及黏粉比;黏粉比越小,C CBR越大。

黄土–基岩滑坡滑带土特性及其演化过程

滑坡的演化过程伴随着滑带的形成,故滑带土的物理力学特性在一定程度上决定着滑坡的形成机理和活动趋势。选取延安丁家沟滑坡滑带土为研究对象,通过X射线衍射、电镜扫描、室内实验等手段,对其矿物成分、微观结构、物理特性和力学特性进行研究。结果表明:不同部位滑带土的性质差异明显,前缘滑带土的含水率、天然密度、干密度、黏土矿物、界限含水率以及粒径分布分维值均明显高于后部滑带土;前缘滑带土在任一法向应力作用下均表现为应变软化的剪切特性,而后缘滑带土在低法向应力水平下表现为弱应变软化,在高应力水平下表现为应变稳定。通过前后缘滑带土物理力学特性差异,总结出此类滑坡演化阶段为后缘剪切面形成→剪切面扩展→滑带贯通。

三峡泄滩滑坡滑动带土的改进Mesri蠕变模型

为进行滑坡建模和稳定数值分析的需要,进行了三峡泄滩滑坡体滑动带土的三轴排水蠕变试验.在此基础上,给出了排水条件下粘性土的Mesri蠕变模型,即剪应力 应变关系采用双曲线模型、应变 时间关系采用幂函数来描述土体的弹粘塑性;提出了改进Mesri蠕变模型,其应变 时间关系采用分段拟合方法.模型计算曲线与试验数据的比较表明,改进Mesri蠕变模型较Mesri蠕变模型对粘性土蠕变性能的拟合能力得到了显著改善.

三峡泄滩滑坡滑动带土的改进Singh-Mitchell蠕变方程

进行了三峡泄滩滑坡体滑动带土的三轴排水蠕变试验研究,在此基础上给出了该滑动带土的 Singh-Mitchell 蠕变方程,即剪应力-应变关系采用指数函数,应变-时间关系采用幂函数来描述土体的流变性质。并根据分段拟合的思想,提出了改进的 Singh-Mitchell 蠕变方程,即在应变-时间幂函数中使用不同的幂值λ ,来分别模拟滑动带土的衰减、匀速和恒定蠕变。通过对比可知,改进 Singh-Mitchell 蠕变方程较 Singh-Mitchell 蠕变方程能更好地模拟流变性较小的滑动带粘土。