云南宣威群地层路堑边坡滑带土蠕变特性研究

为研究云南宣威群地层路堑边坡滑带土的蠕变特性,采用GDS非饱和反压直剪仪,对边坡滑带土进行直剪蠕变试验,研究该路堑边坡滑带土在不同法向应力下的蠕变特性和长期强度.试验结果表明:该路堑边坡滑带土的绝对蠕变量随水平剪切应力的增加而增加,当水平剪切应力一定时,滑带土的绝对蠕变量与法向应力呈负相关性,而滑带土的瞬时蠕变量随水平...     

三峡库区黄土坡滑坡滑带土直剪应力松弛特征试验研究

滑带土的应力松弛对滑坡的长期稳定性计算和支挡结构的设计具有重要的影响。为研究不同应力状态下滑带土的应力松弛特征,利用全自动直剪仪对三峡库区黄土坡滑坡滑带土在不同的垂直压力σ_n、剪应变γ、剪应变增量Δγ条件下进行了直剪应力松弛试验研究。结果表明:黄土坡滑坡滑带土的应力松弛曲线呈现出应变软化特征;随着垂直压力的增大,滑带土的应力松弛量逐渐增大;随着剪应变的增加,滑带土的应力松弛量呈先增加后减小的趋势;以滑带土应力松弛曲线的最大曲率点(T点)为分界点,可将滑带土的应力松弛过程划分为两个阶段;采用双指数衰减模型能够正确地描述滑带土直剪应力松弛曲线的特征;随着剪应变增量的增加,滑带土应力松弛双指数衰减模型拟合曲线拐点T出现的时间减小,滑带土第I松弛阶段应力松弛量的占比减小,与第II松弛阶段应力松弛量的占比呈轴对称关系,且到对称轴的距离减小。     

川东天台乡滑坡滑带土蠕变特征

为了研究川东天台乡滑坡滑带土的蠕变特性和长期强度,首先对滑带土进行了三轴固结排水蠕变试验,得到了不同围压、不同应力加载等级下的全过程蠕变曲线,并采用"陈氏加载法"得到分别加载的蠕变曲线;然后根据蠕变试验结果,建立了反映滑带土蠕变特性的Singh-Mitchell蠕变模型,并对该模型进行了参数辨识,结果表明Singh-Mitchell模型能够很好地模拟该滑带土的蠕变特征;最后利用应力-应变等时曲线得到了滑带土的长期强度参数为c=23.6kPa、=9.7°。该研究结果为进一步研究天台乡滑坡变形规律、滑坡治理和滑坡中长期预报提供了依据。     

基于数值模拟的滑带土蠕变特性研究

选取黄土坡临江Ⅱ号崩滑堆积体上TP4平硐内的滑带土进行了室内三轴蠕变试验,选择Burgers蠕变方程对参数进行辩识,并利用FLAC 3D对室内三轴蠕变试验进行了数值模拟,在此基础上对滑带土的蠕变特性及其长期强度进行了研究。结果表明:滑带土的流变性较强;数值模拟试验结果与室内三轴蠕变试验结果具有很好的相似性;利用数值模拟试验结果可以获取滑带土分别加载下的等时曲线,最后可得到滑带土的长期强度参数(即内聚力c∞为21.2kPa、内摩擦角φ∞为18.56°),这为进一步研究滑坡的长期稳定性奠定了基础。     

考虑颗粒级配影响的滑带土宏观力学和微观结构特性研究

滑带土受滑坡变形演化的影响,其物质组成和结构性质存在空间变异性。滑带土的颗粒级配在不同部位表现出各向异性,可作为滑带空间变异性的直观指标,因此考虑滑带土颗粒级配影响下的宏观变形力学和微观结构特性有利于揭示滑坡真实的演化模式。以三峡库区典型滑坡——黄土坡滑坡的滑带土为研究对象,在保持土体本身自相似性的前提下,利用三轴固结不排水剪切试验和电镜扫描试验对不同颗粒级配影响下的滑带土的宏观变形力学和微观结构特性进行了研究。试验结果表明:颗粒级配分形维数对滑带土的强度参数和内部结构有显著的影响。     

黄土坡临江1号滑坡体滑带土残余强度试验研究

以巴东黄土坡滑坡临江1号滑坡体滑带土为研究对象,使用环剪仪通过环剪试验研究了滑带土在不同剪切速率、滑带土含水率和法向应力情况下的残余强度特征。试验结果表明:剪切带厚度随着剪切速率的增加而逐渐增加;滑带土的残余强度和峰值强度随着剪切速率的增加均有所增加,且峰值强度增加得更为明显;剪切速率越大,滑带土达到残余强度值的时间越短,但所需的剪切位移则更大;剪切速率对滑带土的影响主要集中作用在降低土的内聚力上;滑带土内聚力随含水率的增加先递增后减,内摩擦角则不断减小;法向应力越大,滑带土峰值强度和残余强度越大。     

考虑滑带土蠕变特性的边坡长期稳定性分析

为明确边坡软弱夹层中滑带土的蠕变特性对边坡长期稳定性的影响,选取某典型岩质边坡工程为实例,首先在查找、分析已有滑坡事故发生原因的基础上,通过现场监测和室内环剪试验,研究了不同含水量和法向应力条件下边坡滑带土的蠕变变形曲线特征;然后通过引入有关损伤变量的经验关系式,建立了考虑含水量变化的用于描述边坡滑带土蠕变非线性蠕变本构模型;最后将模型计算结果与实测结果进行对比,验证所建立模型的有效性和正确性,并通过预测一年后边坡软弱夹层变形的发展规律,对该边坡长期稳定性做出评价,探讨了计算模型对于外部环境因素影响的局限性。结果表明:①边坡滑带土的蠕变特性与含水量密切相关,引入的损伤变量经验关系式可以有效地描述这一特性;②基于边坡滑带土蠕变特性的应力-应变计算模型,可以准确、有效地评价边坡软弱夹层的变形情况;③边坡软弱夹层的塑性剪切变形随时间的推移呈不断增加趋势,其累积变形量逐渐贯通于整个软弱面,最终导致滑坡的发生;④计算模型中未考虑自然条件的影响,在强烈自然环境的作用下,应加强边坡变形的实时监控,并与模型计算结果进行对比与分析,针对异常情况,及时采取合理的工程防护措施。该研究结果可为此类边坡的长期安全评价提供理论指导。     

黄土坡临江1~#滑坡滑带土的淋溶试验研究

为研究酸雨淋溶作用下滑坡滑带土水-岩(土)化学作用过程对黄土坡滑坡稳定性的影响,选取长江三峡库区黄土坡临江1~#滑坡主滑带土为研究对象,设计不同pH值酸性溶液土柱淋溶试验,分析黄土坡临江1~#滑坡主滑带土中主要元素在不同pH值条件下的溶出特征和释放规律,并探讨该滑坡滑带土在淋溶过程中发生的主要水文地球化学反应。试验结果表明:pH值影响着对该滑坡稳定性起重要作用的钙质胶结物的溶解和黏土矿物的生成,且在淋溶试验选取的溶液pH值范围(3～7)内,随着pH值的减小,钙质胶结物溶解量增加、离子交换作用增强,使得土体成分流失、孔隙增大,不利于滑坡体稳定。为从微观角度了解酸雨频发地区滑坡的演化机制并提出针对性防治措施提供参考。     

三峡库区万州塘角1号滑坡滑带特征研究

三峡库区顺坡向缓倾角滑坡灾害频发,万州塘角1号滑坡具有该种滑坡的典型特征。在对该滑坡详细调查研究、GPS观测及深部位移监测数据分析的基础上,通过钻探工程,探井开挖及大型现场剪切试验对该滑坡的滑带特征及力学性质进行了综合分析。研究结果表明:滑坡体表现为持续蠕滑,前缘比中部和后缘变形要大,其方向为NNW向,滑带埋深在10～21m,滑面呈波状起伏。探井揭露滑体中碎块石排布具有定向性和分段性特点,该滑坡存在多层次级滑动,认为在5.0～8.0m范围内存在一规模较大连续性较差的次级滑动带,受主滑带控制。滑坡各区的力学强度表现为不均一性,在滑坡前缘滑带土剪切强度比中部大,这主要是因为在中部地下水相比前缘要丰富,加上滑带土主要为粘土矿物,遇水膨胀软化致使强度降低。     

基于环剪试验的四方碑滑坡滑带土残余强度空间差异性和稳定性分析

水库滑坡因受库水位变化的影响,不同空间位置滑带土的含水率不同,滑带土残余强度也存在空间差异性,使用统一的滑带土残余强度难以准确计算滑坡的稳定性系数。以四方碑滑坡滑带土为研究对象,通过环剪试验分析了不同含水率和不同法向应力作用下滑带土的残余强度特性,结合滑坡渗流模拟结果对滑带土残余强度的空间差异性进行了分区,并计算了在175 m和145 m库水位条件下滑坡的稳定性。结果表明:不同含水率的滑带土试样,其残余强度与法向应力都呈现较好的线性关系,符合Mohr-Coulomb准则;随着滑带土含水率的增加,其残余黏聚力和残余内摩擦角都减小,且滑带土的残余内摩擦角与含水率之间呈现良好的负指数关系;基于滑带土分区的滑坡稳定性计算结果与通过野外调查得到的滑坡稳定性现状相符,说明本文方法具有可靠性。     

基于幂函数的边坡岩体泥质夹层长期强度直剪蠕变试验研究

岩体泥质软弱结构面的蠕变变形是影响边坡和地下工程稳定性的重要因素,确定其长期强度对岩体工程的长期稳定性评价具有重要意义。针对边坡岩体中的泥质夹层,采用直剪蠕变仪对其进行直剪蠕变试验,借助幂函数对泥质夹层剪切蠕变变形随时间的变化情况进行拟合,提出了通过幂级次获取边坡岩体泥质夹层长期强度的方法,并与传统等时曲线法获取的长期强度进行了对比。结果表明:边坡岩体泥质夹层的长期强度显著低于其快剪强度,且约为抗剪强度的82%。     

三峡库区巴东组红层泥岩崩解和强度弱化特性研究

侏罗系巴东组红层软岩广泛分布于三峡库区,因其表现出较强的崩解和强度弱化特性而经常以块体的形式出露并被视为致灾地层。以某边坡开挖过程中出露的三峡库区巴东组红层泥岩块体为研究对象,通过干湿循环试验、点荷载强度试验和颗粒直剪试验研究了红层泥岩块体试样的崩解和强度弱化特性。结果表明:试样崩解过程主要集中在前20次干湿循环,且崩解过程中粒径大于50 mm的试样仍然占据主要部分;试样的修正点荷载强度指数主要集中在0.25～4 MPa之间,试样的点荷载强度指数、单轴抗压强度和抗拉强度均随干湿循环次数的增加呈下降趋势,且表现出较高拟合度的负线性关系;试样的剪切应力值在初始变形阶段(1 mm剪切位移内)增长较快,其后增长缓慢并最终趋于稳定;试样的抗剪强度随着轴向压力的增大而逐渐增大,随着干湿循环次数的增加而逐渐降低,在0.4～0.8 MPa轴向压力条件下,试样的抗剪强度增长更快;试样的剪切过程可分为压密、压裂和旋转三个阶段;试样的内摩擦角和黏聚力均随干湿循环次数的增加而逐渐减小并趋于稳定,且表现出较好的玻尔兹曼函数拟合关系。该研究结果可为红层软岩区堆积层滑坡的稳定性分析与防治工作提供依据。     

八面河普通稠油黏温和流变特征研究

以胜利油田八面河普通稠油为研究对象,利用Brookfield DV-2T流变仪开展稠油流变性测试和黏温测试与分析,明晰了胜利八面河油田普通稠油在不同温度、压力及剪切速率条件下的黏度变化规律,并利用三参数流变模式进行拟合。研究结果表明,八面河普通稠油流变特征曲线为一条不过坐标原点的曲线,在一定剪切速率和剪切应力范围内是非线性的,具有非牛顿流体特征,本区原油符合宾汉流和幂律流变模式;随着剪切速率的增大,稠油黏度变小最后趋于稳定,具有剪切变稀的特性;同一剪切速度下原油黏度随着温度降低而大幅度升高,非牛顿流体特征表现越显著。     

三峡库区易滑地层硬质岩石破坏模式的能量学分析

在易发生滑坡的地层内,硬质岩常构成滑坡抗滑段,其能量耗散和释放的过程决定了滑坡临界破坏时刻的特征。三峡库区常见顺层岩质滑坡的易滑地层有侏罗系中、下统和三叠系中统,采用能量学方法分析了三峡库区三组易滑地层中四类硬质岩石的变形破坏模式。该方法基于概化的顺层岩质滑坡地质力学模型,提出了岩石弱化(或损伤)—破坏过程的能量学解释,并通过四类硬质岩石的三轴循环加载试验,确定了两类破坏控制模式下岩石能量耗散和释放的规律,并将其应用于千将坪顺层岩质滑坡的启滑初速度预测。结果表明:①三峡库区侏罗系中统上沙溪庙组(J_2s)的长石岩屑砂岩属应变控制型岩石(Ⅰ型),三叠系中统巴东组(T_2b)的灰岩、泥灰岩和侏罗系下-中统聂家山组(J_(1-2)n)的细砂岩属应力控制型岩石(Ⅱ型);②应变控制型岩石(Ⅰ型)随应力值增加其损伤系数增值明显,而应力控制型岩石(Ⅱ型)在破坏前无明显损伤,可储存大量弹性应变能并在破坏时释放;③千将坪滑坡前缘抗滑段岩石属于应力控制型岩石(Ⅱ型),其弹性应变能释放是导致滑坡剧烈启动的原因。易滑地层硬质岩石变形破坏模式的能量耗散分析是顺层岩质滑坡预测预报的关键,对滑坡抗滑段岩石的监测需根据岩石变形破坏模式来确定具体的监测目标。     

某型硬质泡沫塑料弹架结构长贮特性和本构关系研究

目的研究一类硬质泡沫塑料弹架结构的贮存特性和本构关系。方法首先对结构试件进行高温压缩蠕变试验,然后对压缩后试件蠕变性能进行分析,得到材料高温压缩蠕变曲线,在此基础上用WLF方程对试件的贮存寿命进行评估,推算出试件达到特定蠕变量所需时间。结果基于试验所得材料应力-应变曲线,用数值拟合的方法建立了试件材料的压缩本构关系。结论证实了在高温压缩蠕变试验过程中材料本构关系未发生变化,研究结果可为后续型号结构试件寿命评估和失效机理研究提供参考。     

基于蒙特卡罗法的白家包滑坡库水位消落可靠度分析

可靠度理论考虑了滑坡岩土体本身的复杂性、离散型、不确定性,相比传统确定单一的滑坡稳定系数算法,通过可靠度指标、失效概率、各参数敏感性等对滑坡稳定性进行综合评价,更加符合工程实际。基于蒙特卡罗随机抽样算法,通过3 000次模拟抽样对三峡库区白家包滑坡在库水位消落两种工况下的可靠度和参数敏感性进行了对比分析。滑坡可靠度分析表明:两种工况下滑坡整体都表现出随着库水位快速消落其稳定系数均值减小、失效概率增大,且库水位消落速率越大这种现象越明显;当以工况2运行时滑坡失效概率超过50%,滑坡整体有失稳的可能。滑坡参数敏感性分析表明:两种工况下该滑坡滑带土体的重度(γ)与滑坡稳定系数呈现微弱的正相关性,且随着库水位消落其相关性呈现增大的趋势;滑带土体的内摩擦角(φ)与滑坡稳定系数的正相关性远大于内聚力(c),且随着库水位快速消落这种正相关性呈现微小的削弱;对比两种工况,工况2参数敏感性"增幅"、"降幅"都大于工况1。     

三峡库区巴东组岩-土接触面抗剪强度特性研究

以三峡库区巴东组岩-土接触面为研究对象,设计了三种碎石含量(20%、50%和80%)、三种不同基岩(T12b、T22b、T32b)在室内进行了大型直剪试验,研究了碎石土-基岩接触面抗剪强度特性。试验结果表明:碎石土-基岩接触面τ-σ关系曲线分为应变硬化型和应变软化型;碎石土-基岩接触面剪切过程中碎石土中含有的孤石会随着剪切面的起伏发生摩擦、翻滚、平移等物理形态变化,剪切后在剪切面上留下深坑;碎石土-基岩接触面抗剪强度指标c、值与碎石土中碎石含量有关,其内聚力c随碎石含量的增加呈现先递增后递减的趋势,内摩擦角随碎石含量的增加总体呈现递增的趋势;碎石土-基岩接触面抗剪强度指标c、值与选材的地质代表性也有关系,T22b层的紫红色砂岩相对于T12b层和T32b层的灰岩来说具有内聚力c高,内摩擦角低的特点。     

水头饱和与反压饱和相结合的滑坡黄土物理力学特性研究

黄土地区滑坡等地质灾害频发,黄土的物理力学特性研究对黄土地区地质灾害的防治具有重要意义。以GDS三轴仪为试验平台,采用水头饱和与反压饱和相结合的方法对陕西蔡家坡滑坡原状马兰黄土进行饱和,然后对其进行三轴固结不排水剪切试验。试验结果表明:对初始含水率较低的原状马兰黄土,水头饱和结合反压饱和的方法可以使原状马兰黄土在较短时间、较小反压下达到较高饱和(孔压系数B=0.962);原状马兰黄土的轴向应力-应变曲线呈现为应变弱化型,表现为脆性破坏,在达到土的峰值强度前变形近似"弹性",且在较小的应变下即可达到土的峰值强度;饱和马兰黄土在剪切过程中产生正的孔隙水压力,孔隙水压力曲线先增加后保持稳定,围压越大孔隙水压力增长速率越大;饱和马兰黄土的抗剪强度参数为c=12.7kPa、φ=10.2°,c′=14.8kPa、φ′=16.2°,随着围压的增大其破坏应力随之增大,不同围岩下有效应力路径曲线的形态都近似呈直线形。     

对影响热水解污泥临界剪切应力主要因素的实验研究

热水解广泛应用于污泥厌氧消化的预处理之中,研究热水解污泥临界剪切应力的主要影响因素,准确预测污泥流变特性,对后续厌氧反应器的有效运行是十分必要的.本文研究了预剪切强度、温度(15~85℃)、浓度(8.6%~15.6%)、剪切速率范围(0.01~1000 s-1)对热水解污泥临界剪切应力的影响.实验采用含固率(Total solid,简称TS)8.6%TS15.6%的热水解污泥,在0.01~1000 s-1的剪切速率范围内对热水解污泥进行流变特性的测试.结果发现:流动曲线中是否出现临界剪切应力与污泥浓度和剪切速率范围有关,与预剪切强度及温度无关.对于160℃-30 min的热水解污泥而言,当TS10%时,流动曲线符合Herschel-Bulkley模型;当TS=10%时,在0.1~10 s-1内开始出现临界剪切应力将流动曲线分为两部分;TS10%时,流动曲线符合改进的Herschel-Bulkley模型.     

巴东三中滑坡碎石土抗剪强度特征研究

碎石土是介于土体和岩体之间的一种特殊地质体,引起了国内外众多研究者的重视。结合细粒土室内直剪试验,并在大剪试验下研究了不同粗粒含量(20%、50%、80%)、不同含水率(15%、18%、20%)的碎石土抗剪强度参数的特性。试验结果表明:碎石土抗剪强度参数与碎石土中含水率和粗粒含量有关。含水率对细粒土和碎石土内聚力的影响规律是不同的,碎石土内摩擦角随含水率的增加发生了不同程度的降低;随土体密度的增大,碎石土内聚力升高,随粗粒含量的增加,碎石土内聚力会降低;碎石土内摩擦角随粗粒含量增加先降低后逐渐升高;碎石土τ-σ关系曲线中,随粗粒含量的增加,碎石土剪切强度升高;利用线性逼近的方式近似得到碎石土抗剪强度实用计算公式,通过对比计算值和试验值可知,实用公式计算值在一定程度上能够反映该土样的抗剪强度特征。