盐渍化冻土-混凝土衬砌接触面直剪试验研究

土与结构接触面的研究一直以来是岩土工程研究的热点之一。为研究位山灌区渠系工程冻害破坏问题,开展了不同盐类型、不同含盐量、不同含水率条件下渠道下卧盐渍土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究。结果表明:冻结状态下接触面的应力-位移破坏性状呈脆性破坏,存在明显的峰值应力;剪切变形包括线性变形和非线性变形,线性变形随含水率和含盐量的增大而减小,非线性变形随含盐量的增大而增加;剪切模量随含水率的增加而提高;随含盐量的增加而降低;抗剪强度随含水率的增加而增大,随Na Cl含盐量增加而降低,随Na2SO4含盐量增加先降低后升高;通过对变形能的分析发现,含水率w=14.7%和w=16.7%时具有相似特征,即Na Cl含量为0.5%时,曲线存在极(最)小值。

不同降雨类型对粗粒土高路堤边坡稳定性影响分析

为了深入研究不同降雨类型下粗粒土高路堤边坡的稳定性,提出了一种能同时考虑路堤边坡内部饱和度、孔隙水压力及软化效应的稳定性分析方法;拟定了小雨、中雨、大雨以及暴雨4种降雨类型,设定一级坡高8m、二级坡高12m的A类和一级坡高10m、二级坡高10m的B类两类典型边坡,通过分析A,B两类方案填筑的路堤边坡在不同降雨工况下安全系数和塑性区的变化规律,提出了路堤边坡最佳填筑方案,探讨了最佳方案填筑的路堤边坡稳定性。研究结果表明,相同降雨类型下,A类方案填筑的边坡稳定性比B类边坡更好,表明依托工程高路堤边坡最佳填筑方案为A类;降雨0~12h内边坡安全系数下降较快,随着降雨持时的增加,安全系数下降趋势减缓;在相同的降雨持时下,边坡安全系数随着降雨强度的增加而逐渐减小,当降雨强度超出一定范围后,其安全系数下降趋势相差不大;降雨初期,水位线上升较快,但存在一定的滞后性,随着降雨持时的增加,水位线上升速率减慢并呈规律性上升;小雨对边坡塑性区分布影响较大,但随着降雨强度的增加,降雨强度不再是影响边坡塑性区分布的主要原因。

降雨工况下粗粒土高路堤边坡暂态饱和区时空演变规律模型试验

基于室内模型试验及相似理论,利用含水率测试仪、张力计、土压力盒分别监测长时间大雨、短时间暴雨2种降雨工况下粗粒土高路堤边坡体积含水率、基质吸力、坡前推力变化规律,研究这2种降雨工况下粗粒土高路堤边坡暂态饱和区时空演变规律,揭示暂态饱和区变化影响下粗粒土高路堤边坡失稳机理。结果表明:2种降雨工况下降雨初期,暂态饱和区主要分布在边坡表层,体积含水率逐层上升、基质吸力逐层消散;随降雨不断持续,长时间大雨工况下暂态饱和区主要呈S形分布,暂态饱和区扩展过程中路堤边坡各级坡脚处的体积含水率先上升、基质吸力先消散,坡前推力主要分布在路堤边坡坡脚深处,边坡土体抗剪强度削弱区域首先分布在各级路堤坡脚处并逐渐向边坡内部扩展;短时间暴雨工况下暂态饱和区呈J形分布,暂态饱和区在下路堤坡脚处分布的面积较大,暂态饱和区扩展过程中下路堤边坡下部坡脚附近体积含水率先上升、基质吸力先消散,坡前推力由表层向路堤深处逐渐增大,土体抗剪强度削弱区域主要分布在下路堤边坡坡脚处。

考虑初始渗流场影响的坡积土边坡降雨入渗过程

为了研究初始渗流场的分布对坡积土边坡降雨入渗的影响,基于饱和-非饱和渗流计算原理,采用能同时考虑饱和渗流与非饱和渗流的有限元数值模拟方法,分别对4种初始渗流场影响下边坡的降雨入渗过程进行了模拟计算。研究结果表明:降雨期间,入渗影响区内孔隙水压力、含水率的响应时间、达到暂态饱和区的时间与距坡面的距离成反比,进入暂态饱和区的长度及增大幅度与降雨强度成正比;降雨停止后,暂态饱和区内孔隙水压力、含水率消散所需时间与降雨强度成正比,入渗影响区与暂态饱和区之间孔隙水压力、含水率先增大后缓慢降低,入渗影响区外孔隙水压力、含水率保持不变;降雨引起边坡内部孔隙水压力及含水率的增大,增大幅度与降雨强度呈正比例关系,在降雨强度相同的条件下,初始基质吸力越大,雨水入渗难度越大;在最大初始基质吸力相同,而初始渗流场的分布形式不同时,初始渗流场水平等值分布的边坡更不易于雨水入渗;降雨过程中,暂态饱和区出现时间、深度及面积与降雨强度成正比,降雨停止后,暂态饱和区深度及面积逐渐消散,边坡内部孔隙水压力、含水率、暂态饱和区的分布与降雨强度、初始渗流场最大基质吸力以及分布形式密切相关,选择合适的初始渗流场是进行边坡降雨入渗过程研究的前提条件。