黃土路塹邊坡變形破壞機(jī)理研究.pdf

1、本文在系統(tǒng)分析大量的黃土地區(qū)公路工程滑坡資料和野外考察的基礎(chǔ)上，選取了數(shù)量最多、災(zāi)害后果最為嚴(yán)重的黃土路塹滑坡作為研究對(duì)象，著重研究它在開(kāi)挖、堆載及降雨等過(guò)程中的變形破壞機(jī)理，以期為此類災(zāi)害的研究及防災(zāi)減災(zāi)提供一些新的研究思路和理論依據(jù)。圍繞黃土路塹邊坡變形機(jī)理，本文主要的研究目的在于通過(guò)各種試驗(yàn)手段和方法，確定黃土路塹邊坡的變形特征，黃土路塹邊坡的變形特征產(chǎn)生的原因，黃土路塹邊坡的變形過(guò)程和結(jié)果。 首先，通過(guò)模擬邊坡開(kāi)挖卸荷和

2、堆載過(guò)程的應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)構(gòu)成黃土路塹邊坡主體的黃土材料進(jìn)行了常規(guī)的三軸壓縮(CTC)和減壓的三軸壓縮(RTC)試驗(yàn)，得到了黃土在不同含水量、不同圍壓及不同的加、卸荷速率下的變形和強(qiáng)度特征；進(jìn)而，在對(duì)黃土特殊的組成、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合非飽和土強(qiáng)度理論，提出了結(jié)構(gòu)性黃土的強(qiáng)度表達(dá)公式τf=C0+Cj+ustanφb+σtanφ，并據(jù)此揭示了不同因素作用下黃土的變形和強(qiáng)度變化的內(nèi)在機(jī)理；同時(shí)，首次通過(guò)將在特殊的工程地質(zhì)條件下形

3、成的具有特定含水量和圍壓的組合的某些部位的黃土坡體與三軸試驗(yàn)研究結(jié)果對(duì)比，客觀地揭示了黃土路塹邊坡土體變形破壞的產(chǎn)生原因及過(guò)程；并通過(guò)對(duì)堆載作用下應(yīng)變硬化型黃土試驗(yàn)資料的研究，建立了能完整描述應(yīng)變硬化黃土本構(gòu)關(guān)系的對(duì)數(shù)模型σ-σ3=αlnε1+b及利用模糊信息優(yōu)化處理理論確定模型參數(shù)的方法，通過(guò)非母體驗(yàn)證，證明該種確定模型參數(shù)的方法精度較高。 其次，首次通過(guò)大型黃土邊坡離心模型試驗(yàn)，再現(xiàn)了黃土路塹邊坡的變形過(guò)程和變形破壞特征，為

4、今后大型的黃土邊坡工程的試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐提供了依據(jù)。結(jié)果表明：黃土邊坡在自重應(yīng)力作用下的固結(jié)壓密過(guò)程中，坡體中、后部會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的裂縫；開(kāi)挖對(duì)前部土體變形影響較大，堆載對(duì)后部土體變形影響較大，但開(kāi)挖是影響邊坡變形的最主要因素；開(kāi)挖作用下黃土邊坡的變形機(jī)制應(yīng)為“牽引式滑坡”，堆載作用下黃土邊坡的變形機(jī)制應(yīng)為“推動(dòng)式滑坡”。 最后，還根據(jù)典型黃土邊坡特征，建立了黃土邊坡的計(jì)算模型，通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算研究揭示了黃土路塹邊坡在開(kāi)挖、堆載及