冻融循环条件下伊犁河谷典型黄土滑坡力学强度变化及微观作用机理研究

对新疆伊犁地区黄土滑坡灾害频繁发生问题,选取伊犁地区新源县某天然黄土斜坡为研究对象,结合伊犁地区为典型的季节性冻土区的特点,通过室内三轴压缩试验、扫描电子显微镜、现代图像处理及核磁共振方法探究不同冻融循环次数下伊犁地区黄土的宏微观特性变化。结果表明:①黄土粘聚力随冻融循环次数的增加,经历了先减小后增大的过程,最终趋于稳定;内摩擦角随冻融循环次数的增加,逐渐增加,然后开始减小,最终呈稳定趋势;②在冻融循环过程中黄土颗粒不断裂解团聚,形态复杂,微孔隙数量变少,小孔隙、中孔隙和大孔隙略增多,孔隙排列变得复杂后逐渐简单,总体上伊犁地区黄土的微观颗粒结构经历了一个稳定-不稳定-稳定的过程;③不同冻融循环次数下颗粒圆形度与粘聚力的关联性最强。微观上表现为冻结时土颗粒裂解,颗粒圆形度变小,融化时土颗粒凝聚,颗粒圆形度增大;反映到宏观上冻结时结构变得松散,粘聚力降低,融化时结构变得密实后粘聚力增大;④不同冻融循环次数下颗粒圆形度、颗粒定向分维与内摩擦角的关联性相同且最强。微观上表现为随冻融循环次数的增加颗粒圆形度降低,排列变得无序,颗粒定向分维值变大;宏观上表现为颗粒排列变得无序,接触面积变大,导致内摩擦角增大。研究结果可为伊犁地区黄土滑坡失稳机理的探究提供参考,为伊犁地区季节冻土分布区域土质滑坡地质灾害的稳定性评价及工程防治提供相关的力学参数计算依据。