鄂東南花崗巖崩崗巖土抗剪強度及崩解特性研究.pdf

1、崩崗侵蝕是我國南方特有的、危害性極大的一種水土流失現(xiàn)象，是在水力和重力共同作用下所產(chǎn)生的，是造成當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境惡化的重要原因，給國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)安全帶來了極大的損害?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^進行了大量有關(guān)崩崗侵蝕機理及治理措施的研究，并取得了一定的研究成果，但崩崗侵蝕的機理并沒有完全明確，雖然抗剪強度、崩解性與含水量關(guān)系的研究在土力學(xué)方面的已有較多的研究，但將其用于崩崗機理分析的較少。崩崗崩壁土體失穩(wěn)崩塌很大程度上的原因就是由于抗剪強度的下降

2、以及崩解性的增強，在這個過程中，土體含水量的變化起到很大作用。同時，通過野外觀察，發(fā)現(xiàn)崩崗多發(fā)生于陽坡，而陽坡相對于陰坡而言其干濕循環(huán)的程度較大，因此推測干濕循環(huán)作用對崩崗的發(fā)生、發(fā)展有一定的促進作用。
　　本實驗以湖北省通城縣五里鎮(zhèn)2處活動型崩崗(BG1和BG2)為研究對象，野外調(diào)查與室內(nèi)分析、模擬相結(jié)合，從崩崗?fù)馏w基本巖土特性、抗剪強度與含水量關(guān)系、初始含水量對崩崗崩解性的影響、以及干濕循環(huán)對土體穩(wěn)定性的破壞入手，研究與崩崗發(fā)

3、生、發(fā)育機理相關(guān)的巖土性質(zhì)，主要結(jié)論如下:
　　1.崩崗巖土剖面各層土體間基本巖土特性差異很大，雖然兩處崩崗在外貌形態(tài)上存在差異，但剖面各層次巖土特性變化趨勢卻基本相似。容重在各層次的變化規(guī)律為:紅土層＞過渡層＞砂土層＞表土層＞碎屑層;碎屑層的總孔隙度最大，非毛管空隙所占比例大，紅土層的總孔隙度最小，毛管孔隙度卻很高;粘粒含量變化規(guī)律為:紅土層＞表土層＞過渡層＞砂土層＞碎屑層;崩崗剖面各層土體的界限含水量變化趨勢與粘粒含量的變化基

4、本一致，也是紅土層最高，其它土層從上到下依次減小。各層土體均呈酸性;有機質(zhì)含量普遍偏低;陽離子交換量、游離氧化鐵含量均是紅土層最高，碎屑層最低。
　　2.崩崗各層土體抗剪強度差異明顯，且受水分影響很大。隨著巖土含水量的增加，土體抗剪強度都呈下降趨勢，但不同的土層下降幅度不一樣。實驗表明:表土層抗剪強度隨含水量增加呈先增加后減小的趨勢，含水量從3.12％增加到14.21％時，BG1粘聚力從59.62KPa增加到96.51KPa，當(dāng)含

5、水量繼續(xù)增加直到接近飽和時，粘聚力開始迅速下降到3.56KPa，而BG2的則是在含水量為2.45％到11.26％的區(qū)間內(nèi)，從45.39KPa增加到78.69KPa。當(dāng)含水量超過11.26％后，粘聚力開始下降，接近飽和時粘聚力僅有5.36KPa。內(nèi)摩擦角則呈現(xiàn)一個隨含水量增加而不斷下降的趨勢。含水量對紅土層的粘聚力衰減強度非常大，BG1的粘聚力可以從含水量5％時的122.52KPa一直下降到含水量為35.53％時的3.65KPa，在水分繼

6、續(xù)增加接近飽和時略有上升，BG2的趨勢也是如此從含水量為7.82％時137.15KPa下降到5.39KPa。過渡層的抗剪強度隨含水量增加的衰減趨勢較小;砂土層和碎屑層隨含水量的衰減主要表現(xiàn)在內(nèi)摩擦角的減小。
　　3.崩崗剖面各土層的崩解特性差異明顯。通過室內(nèi)崩解實驗表明:砂土層和碎屑層崩解的強度明顯高于表土層、紅土層和過渡層，都能在短時間內(nèi)崩解完全，不同的初始含水量對其崩解速率有一定的影響，但其差異不大;表土層、紅土層和過渡層的崩

7、解性受初始含水量的影響較大，崩解量都是隨著初始含水量的減少而不增加，其中過渡層和BG2的紅土層的崩解性受初始含水量影響是最大的。BG1過渡層初始含水量為34.06％時，其崩解量只有8.89％，當(dāng)土體含水量降低到6％時，崩解量即可達到100％，BG2過渡層的崩解狀況也是如此，只是在含水量降至9％時，浸水后已達到崩解完全的狀態(tài);BG2的紅土層在風(fēng)干后浸水，能在短時間內(nèi)達到100％的崩解。從崩解性角度看，砂土層和碎屑層崩解性強于上層土體，而上

8、層土體崩解性受含水量影響較大，在的低含水量時遇水崩解性強。因此，經(jīng)歷長期干旱后的降雨使土體發(fā)生崩塌的可能性更大，若是水分能夠進入崩崗下層土體，侵蝕強度也會大大增加。
　　4.水分的干濕循環(huán)過程對崩崗整體的穩(wěn)定性具有較大的影響。隨著干濕交替的進行，土體不斷有裂隙發(fā)育，特別是在前兩次交替中，裂隙發(fā)育較為深廣，形成主要裂隙，之后循環(huán)產(chǎn)生的細小裂隙都是在這些主要裂隙上逐漸發(fā)育出來的，而碎屑層在干濕循環(huán)中，土體主要以垂直方向上的變形為主，干