水土相互作用下滑带土力学效应与微观结构研究

为研究水土相互作用下滑带土的物理力学性质变化原因,以三峡库区吊钟坝滑坡群为研究对象,采集该滑坡群中典型滑带土为试验样本,研究在不同饱和时间条件下滑坡滑带土的峰值强度、残余强度的变化规律及滑带土微观结构的变化特征。研究表明：随着饱水时间的增长,滑带土峰值强度表现为先持续降低,7 d后下降速度变缓甚至不变,10 d后再次明显降低;滑带土残余强度则表现为凝聚力持续降低,内摩擦角在短期内不受饱水时间的影响;滑带土微观结构由饱水前的曲片状叠聚体结构逐渐向平片状叠聚体、絮凝体、凝聚体结构发生转变;水-土间的化学作用是滑带土结构改变的主要原因,但在短时间范围内,水-土间的物理作用大于化学作用,水-土作用使得滑带土强度降低。     

黄土坡滑坡滑带土室内直接剪切特性研究

滑带土的抗剪强度指标是滑带土在外力作用下抵抗剪切破坏的极限强度,是滑坡稳定性分析和治理工程设计的最基本、最重要的参数.直接快剪试验以其操作简单、原理明确被认为是用来检测土的抗剪强度的一种有效方法.基于直接快剪原理对三峡库区黄土坡滑坡滑带土进行了室内剪切试验,通过试验获得了滑带土的抗剪强度参数,并分析了不同含水率、不同粒径下滑带土的剪切特性变化规律,为后续对滑带土直剪试验的数值模拟与黄土坡滑坡稳定性分析与评价提供参考.     

滑带土抗剪强度影响因素及其变化规律综述

滑带土抗剪强度取值对滑坡稳定性评价和滑坡治理工程设计起关键性的作用。通过回顾前人对滑坡的研究成果,总结了滑带土抗剪强度的影响因素及其这些因素(在一定条件下)的变化规律。研究的内容包括针对滑坡变形破坏到趋于稳定的五个发展阶段对应的滑带土峰值抗剪强度、完全软化抗剪强度、残余抗剪强度、长期抗剪强度和再生强度。最后,在调查清滑坡的变形破坏阶段的基础上,讨论了上述5个抗剪强度的取值问题。     

红层平推式滑坡滑带土自愈合效应试验研究

滑带土力学特性是复活型滑坡是否会再次启滑的关键因素之一,以往研究认为滑带土的残余强度是一个静态参数,但近年来不少研究发现滑带土强度在稳定期会产生自愈合现象,导致剪切强度的提高。对于可能发生复活启滑的平推式滑坡,自愈合效应在滑坡稳定性分析中应予以考虑。通过对红层平推式滑坡滑带土进行“剪切-固结-剪切”试验,研究滑带土的残余强度在不同法向应力与不同固结时间下的愈合情况,并进行相应的分析与讨论。试验结果表明：平推式滑坡滑带土存在自愈合效应,滑坡复活启动强度介于其峰值强度和残余强度之间;滑带土的强度恢复率与固结时间成正比,与法向应力成反比;平推式滑坡滑带土的触变性是其强度愈合机制的主要因素,矿物特征则对该机制起了某种程度的强化作用。以此提出,滑带土的强度愈合机制对平推式滑坡的复活启滑具有重要影响。     

金坪子滑坡Ⅱ区千枚岩碎屑土滑带土工程特性研究

通过对金坪子滑坡Ⅱ区千枚岩碎屑土滑带土的室内试验,分析含水率对滑带土剪切强度的影响规律。这对研究滑带土的工程特性,分析滑坡及滑动带的强度具有重要意义。研究表明:该滑带土伊利石含量较高,强度受水影响较大;三轴剪切破坏后没有明显的剪切面;应力应变曲线总体上表现为硬化型,且呈现出明显的非线性;滑带土粘聚力c和内摩擦角φ与含水率均成线性关系,随着含水率的增大,粘聚力c和内摩擦角φ都是是线性减小的,并通过线性回归计算得出了抗剪强度随含水率的线性关系式。更多还原     

某大型水库库区滑坡滑带土蠕变试验研究

滑坡滑带土的蠕变特性往往对滑坡的稳定性评价有着重要意义。以湖北省某大型水库库区滑坡为研究背景, 宏观分析了滑带土岩性、矿物成分、物理力学特征等因素对蠕变特性的影响,进而对崩滑体滑带土进行了剪切蠕变试验研究。试验表明,滑带土具有较强的蠕变特性,表现为滑带土在荷载等级较低时,变形速率随时间减小,最后趋于零,为衰减蠕变的过程;在荷载等级相对较高时,尤其在最高荷载等级时,变形速率随时间增大,最终趋于某个极限值或至试样破坏,表现为非衰减蠕变过程;Burgers蠕变模型相比其他模型而言,更符合库区滑坡滑带土本构模型,通过蠕变方程参数的辨识,得到了滑带土的蠕变本构方程;通过蠕变曲线得到了滑带土的长期强度,该强度比相应应力状态下的峰值强度减少20%左右。     

旁多滑坡滑带土抗剪强度参数分析与确定

滑坡滑带土抗剪强度参数是滑坡稳定性分析和治理工程设计的最基本、最重要参数,它的大小及其变化直接影响到滑坡稳定性的计算,并由此得到不同的结果。通过室内试验、反算分析方法、类比法综合确定旁多滑坡滑带土的抗剪强度参数。指出该滑坡滑带土抗剪强度参数的确定和分析应采用多种方法,才可获得合理可行的结果。     

滑带土长距离剪切强度及对滑坡启动的影响

滑带土的长距离剪切强度及其变化规律是滑坡启动的主要控制性因素之一,但是目前的常规直剪和三轴剪切试验还无法实现长距离剪切。为了研究滑带土的长距离剪切强度变化规律及对滑坡启动的影响,以四川省达县青宁乡滑坡为例,取其滑带土进行环剪试验,获得滑带土的长距离剪切强度变化规律,并与滑坡过程和运动特征进行对比分析。结果表明,滑带土长距离剪切强度变化规律与滑坡的启动过程较为吻合,滑坡首先受到降雨等因素触发开始变形和缓慢滑动,此时滑带土受到滑体的剪切,由于剪缩效应孔隙水压力迅速增大,导致剪切强度迅速减小,当小于某一临界值时,滑体开始加速并快速滑动。研究结论对类似的研究有一定的参考价值,可以为滑坡的预测预报和防治提供理论依据。      

蠕滑滑坡滑带土强度及其参数特性试验研究

金坪子滑坡Ⅱ区为一巨型蠕滑滑坡,为了研究该滑坡在诱发因素影响下的强度变化规律,以滑坡Ⅱ区滑带土为研究对象,通过不同剪切速率、不同含水率和正应力下的环剪试验,研究了其强度特性,结果表明:滑带土应变软化现象明显,已达到稳定残余状态的滑带土随着剪切速率的改变其抗剪强度出现增大的现象,并且正应力越大,强度恢复的幅度越大,其原因可能是剪切速率的改变使其剪切模式发生了变化;峰值强度参数中黏聚力、内摩擦角均随含水率的增大而线性减小,但黏聚力的变化幅度比内摩擦角的大,残余黏聚力与含水率成负相关关系,残余内摩擦角变化很小。     

基于特征矿物的红层滑坡形成机理分析

矿物成分是岩土体物理化学性质的主控因素,从矿物成分角度能更加深入地理解红层滑坡形成机理。以四川省五家坟滑坡为例,通过矿物分析、微观结构表征、强度测试等方法确定滑带土特征矿物,并从水岩相互作用角度量化分析特征矿物对滑坡形成的影响。结果表明:滑带土特征矿物为伊利石,含量高达41.9%,并且碎屑矿物散布于伊利石中,不起骨架作用;五家坟滑坡是在长期水岩相互作用下形成的,钠长石转化为伊利石,使滑带中伊利石含量增高,导致滑带土凝聚力增大而内摩擦角下降;矿物颗粒和胶结物在酸性地下水环境中发生溶蚀作用,破坏土体微观结构,导致滑带土强度显著降低;伊利石与碎屑矿物差异性膨胀使坡内土体发生崩解破坏,产生大量崩解裂隙,增强坡体安全系数对雨强的敏感性。     

基于试验和有限元法获取滑面强度参数

在滑坡稳定性计算和工程设计中滑带土的内聚力(C)和内摩擦角(ψ)取值对工程至关重要.首先采用有限元法,对滑带土进行应力仿真分析,再结合滑带土室内试验的相关物性指标及强度特征,得到滑动面的强度参数,其结果与室内直剪试验所得到的滑带土强度参数值以及刚体极限平衡法反演得到的参数值十分接近.该方法不仅可作为该滑坡稳定性计算参数...     

滑带土含水率与力学参数关系试验研究

为研究降雨型滑坡滑带土力学性质的变化规律,通过三轴剪切试验,在不同含水率下对某滑坡滑带土的应力-应变关系、抗剪强度与变形模量以及强度指标进行了初步研究。研究表明,含水率对滑带应力-应变关系发展模式影响显著。当含水率小于塑限时,应力-应变关系的发展模式为弹性变形→应变硬化→出现峰值→应变软化,出现剪切破坏面;而当含水率大于塑限时,应力-应变关系发展模式基本上是应变硬化,出现鼓胀破坏。随含水率增大,滑带土抗剪强度降低,可分为3个阶段:塑限含水率以前,抗剪强度变化不明显;塑限含水率至17%(液限与塑限含水率的平均值附近)时,抗剪强度下降速率最大;随后变缓。随含水率增大,滑带土黏聚力降低,近似符合双线性关系。     

基于直剪试验的滑带土强度再生特征研究

边坡稳定性主要受控于滑动带或软弱面的强度,选择合适的滑带土强度参数对边坡稳定性分析及防护设计具有直接影响。以三峡库区巴东县某滑坡滑带土为研究对象,对其重塑土样进行了慢剪、渐进剪、反复剪以及固结反复剪等4种剪切试验,研究了在不同试验方案下试样的峰值强度、折减强度以及残余强度的变化。通过试验结果对比分析,发现渐进剪切试验中峰值强度略高于慢剪试验中的峰值强度,并且固结反复剪切试验中的折减强度和残余强度也均高于反复剪切试验中的相应的强度值,揭示了滑带土结构的强度再生现象。同时,基于试验结果的统计分析,探讨了轴向压应力对滑带土结构强度再生的影响,发现在轴向压应力为100k Pa时,滑带土试样强度再生现象最为明显。     

基于环剪试验的滑带土抗剪强度特性研究

以某水电站下游一大型滑坡千枚碎屑岩滑带土为研究对象,在室内模拟滑带土所受的天然状态条件,利用环剪仪研究了滑带土重塑样在不同法向应力与剪切速率下的抗剪强度特性。试验结果表明:滑带土的峰值强度和残余强度均随法向压力的增大而增大且有较强的线性关系,同时法向压力越大,试样达到残余强度所需要的剪切位移也会越小;剪切速率越大,滑带土的峰值强度也会越大,同时达到残余强度所需要的位移也会越大,但剪切速率大小对残余强度几乎没有影响,峰值强度参数与剪切速率之间可用对数关系拟合;剪切速率对滑带土的剪切面形态也有重要影响。     

基于滑带土强度特性的水库蓄水诱发滑坡研究综述

针对滑带土强度特性及对库岸滑坡的影响,通过回顾国内外一些代表性的成果,归纳和总结滑带土残余强度、强度的应变软化规律、边坡涉水后强度的水软化规律、边坡渐进性破坏等方面的研究现状,并对水位变动条件下库岸滑坡的研究手段和技术路径进行探讨。     

临界状态下滑坡稳定性分析方法研究

在条分法和极限平衡原理的基础上,将土体的抗剪强度与临界滑动面的倾角联系起来,建立临界公式。利用这一公式分析任意一点临界滑面的倾角随上覆压力变化的规律,验证了当斜坡体厚度小于一极限值时,坡面倾角在0～90°范围内斜坡都不会剪切破坏。另外,在此公式的基础上,建立2个思路,分别对2个滑坡案例的失稳原因进行分析,结果显示与监测资料一致,由此得出了2种方法下剩余下滑力的计算方法。在第2个案例中,分析了推力对斜坡临界状态的影响,并给出了计算公式。这种方法的优点在于对滑动面上的逐点进行了分析,能给出逐点的稳定状态,但是在计算上仍需改进和探讨。该种将岩土体的抗剪强度与临界滑动面倾角即将力学性质与几何形态联系起来进行的分析方法,可为评价坡体稳定性提供理论参考。     

三峡库区黄土坡滑带空隙结构与渗流特性

黄土坡滑坡的稳定性对三峡工程的安全运行具有重要影响,一直受到广泛关注,但滑带的空隙及渗透特性对滑坡稳定性的影响机制尚不清楚。从地下水渗流对滑带土作用的角度,利用中国地质大学(武汉)巴东野外综合试验场,结合室内试验的方法开展滑带土空隙结构与渗流特性研究。结果表明:①滑带碎石磨圆度、碎石分布形态、碎石表面擦痕、滑带土层理结构以及基岩面擦痕等特征明显,表明滑坡证据显著;②滑带土致密,层理结构明显,且层理间空隙尚未形成优先导水通道,而滑带土上、下盘接触面均存在贯穿性空隙或裂隙带,说明滑带空隙具有明显的空间分布特征;③滑带土饱和渗透系数低于上覆松散滑坡堆积体地层和强风化基岩地层2~3个数量级,导致降雨在滑带上盘集中排泄,基岩裂隙水在滑带下盘集中渗流,且在基质吸力作用下,上、下盘水分同时缓慢入渗滑带土,说明滑带土对滑坡体降雨入渗以及基岩地下水渗流具有显著的控制作用;④滑带土渗透破坏比降超过16,滑带土在自然水头作用下难以发生渗透破坏,具有很强的抗渗透破坏能力,说明地下水对滑带土影响主要体现在增加滑带土含水量,降低其力学指标,而渗透破坏作用有限。该成果对地下水作用下的滑坡形成机理研究具有重要意义。     

四川理县欢喜村冰水堆积体降雨条件下变形机理研究

四川理县欢喜村具有干暖河谷气候特征,降雨量少、蒸发量大,冰水堆积体在降雨作用下的变形特征及机理与以往降雨型滑坡有较大差异。通过水土化学试验、矿物成分检测、电镜扫描(SEM)、降雨模拟-现场中剪试验等手段查明冰水堆积物遇水结构损伤机理,以及由此引起的强度衰减特征及幅度,在此基础上,采用SEEP/W模块分析堆积体降雨条件下地下水浸润、饱和特征及孔隙水压力变化趋势,结合地质环境条件归纳总结堆积体变形机理及过程。研究表明:冰水堆积物遇水后,细粒组分内矿物(以石膏为主)溶解、颗粒重排列共同导致充填细粒土结构弱化、损伤,进一步发展促使大颗粒间相互作用程度减弱,加之粒间水的润滑、软化最终引起土体整体强度大幅度衰减,其中c值降低20.6%,φ值降低34.1%,c值下降幅度弱于φ值;此外,研究区特殊的地质环境条件导致缓坡段降雨入渗效果优于陡坡段,饱和时间、范围、深度的不同形成土体强度差异变化,加之前缘良好的临空条件,导致坡体近前缘端表层易朝临空方向产生蠕滑变形,变形体后缘形成拉张裂缝,并为降雨入渗提供通道,多次降雨-蠕滑变形累积作用使变形体前缘锁固段减小,形成失稳破坏。