凍融作用對黃土邊坡剝落影響的試驗研究.pdf

1、凍融作用是影響黃土邊坡剝落的重要作用之一。由于黃土地區(qū)特定的氣候環(huán)境和地形地貌條件,加之黃土獨特的物理力學性質,凍融作用降低了斜坡土體的強度,導致坡面產生剝落病害,從而對公路邊坡的穩(wěn)定性產生隱患,對該地區(qū)的工程建設產生影響。隨著西部大開發(fā)力度的逐步加大,凍融作用已成為凍土區(qū)公路邊坡剝落病害研究的典型代表。本文以黃延高速公路洛川段黃土邊坡為背景,以實驗研究為基礎,綜合運用地質、巖土力學、計算機技術等理論和技術方法,對黃土邊坡剝落病害的類型

2、及發(fā)育特征進行歸納總結。在典型剝落邊坡段取樣,對所取Q2黃土在不同的含水率狀態(tài)下,經過不同的凍融循環(huán)次數、凍結溫度、凍結速度條件凍融后開展研究。系統(tǒng)的研究了Q2黃土在不同的凍融條件下黏聚力c和內摩擦角(φ)隨凍融循環(huán)的變化情況,并根據試驗結果建立了黏聚力c和內摩擦角(φ)與凍融循環(huán)次數N之間的關系?？偨Y了黃土邊坡的剝落類型,分析了黃土邊坡的發(fā)育規(guī)律,探討了凍融作用導致黃土邊坡剝落的機理,對黃土邊坡剝落病害的防治具有十分重要的作用和意義。

3、
　　本文主要研究內容及研究成果如下:
　　(1)黃延高速公路邊坡剝落病害主要發(fā)生在線路所經的洛川縣境內,主要剝落類型有厚塊狀剝落、層狀剝落、片狀剝落、中層碎塊狀剝落以及表層結皮剝落;其邊坡剝落具有集中性、向陽性、廣泛發(fā)育在Q2離石黃土地層上等發(fā)育特征。
　　(2)Q2黃土土樣在不同的凍融循環(huán)次數、凍結溫度、凍結速度條件下,含水率稍有降低,塑限基本保持不變,液限降低,塑性指數降低,黏聚力c明顯減小,內摩擦角(φ)略有減

4、小,壓縮性增大;在同一含水率條件下,隨著凍結速度的降低,土樣的黏聚力c減小,內摩擦角(φ)增大;同一凍結速度條件下,隨著含水率的增大,土樣的黏聚力c減小,內摩擦角(φ)先增大后減小;當含水率小于25％時,土樣的內摩擦角(φ)值隨著含水率的增大而增大,當含水率大于25％時,則隨著含水率的增大而減小。
　　(3)隨著含水率的變化,凍融作用對黃土細觀結構的損傷不同,不同凍融條件對其內部結構產生的損傷不同;隨著凍融循環(huán)次數的增加,CT均值

5、逐漸下降。對于顆?？紫堕]合程度較高的黃土,最初的幾次凍融循環(huán)對損傷的擴展起著主導作用,損傷變量增大,而后逐漸趨于恒值;而對于孔隙貫通程度較高,離散型較大的黃土,隨著凍融循環(huán)次數的增加,損傷變量平緩增大。
　　(4)分析得出洛川Q2黃土黏聚力c和內摩擦角(φ)與凍融循環(huán)次數N之間存在線性關系,二者均隨凍融循環(huán)次數的增大而減小;建立了凍融作用引發(fā)黃土邊坡剝落破壞的力學分析模型,并以莫爾--庫倫準則為基礎,得出了邊坡剝落土體穩(wěn)定性系數與