三峽庫區(qū)千將坪滑坡滑帶非飽和土蠕變特性研究.pdf

1、眾所周知，水是誘發(fā)滑坡最活躍的因素之一。千將坪滑坡位于三峽庫區(qū)，滑坡發(fā)生于2003年7月13日，距三峽水庫一期蓄水僅有43天；滑坡發(fā)生前期(2003年6月21日-7月11日)滑坡區(qū)持續(xù)降雨量達162.7mm。盡管不同學者對千將坪滑坡的形成機理認識不同，但是所有學者的共識是水在該滑坡的形成中起了極為重要的作用。對于三峽庫區(qū)，水庫蓄水和降雨是滑坡失穩(wěn)的主要誘因，在庫水位變動及降雨入滲條件下，一方面，滑坡土體在飽和與非飽和狀態(tài)之間轉(zhuǎn)化，土體的

2、強度和變形具有非飽和土的特性；另一方面，滑坡變形發(fā)展大都經(jīng)歷了一個時間過程，還具有流變特性，因而，經(jīng)典飽和土力學理論已無法描述在庫水位變動及降雨條件下滑坡土體的力學行為。為此，在非飽和土力學及土流變力學基礎(chǔ)上，本文提出非飽和土流變的新思路，以三峽庫區(qū)典型滑坡—千將坪滑坡為研究對象，通過自制的能夠控制基質(zhì)吸力的非飽和土三軸蠕變儀開展滑坡土體非飽和土蠕變試驗，揭示滑坡土體在水作用下的蠕變規(guī)律，構(gòu)建能夠定量描述水作用效應(yīng)的非飽和土蠕變模型。研

3、究成果對在降雨及庫水位變動條件下滑坡長期穩(wěn)定性評價和預測具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。
　　 主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　 (1)分析了三峽庫區(qū)千將坪滑坡的地質(zhì)特征及誘發(fā)機理；針對滑坡滑帶土樣進行了一系列室內(nèi)物理力學特性試驗，獲得其基本物性指標及非飽和土抗剪強度參數(shù)，分析了該滑帶土的抗剪強度特性及變形特性；
　　 (2)利用自主研發(fā)的非飽和土三軸蠕變儀，采用陳氏加載法，開展了不同凈圍壓，不同基質(zhì)吸力，不同偏

4、應(yīng)力水平下千將坪滑帶非飽和土三軸固結(jié)排水蠕變試驗，得到分級加載蠕變曲線；通過陳氏處理法，得到全過程蠕變曲線，應(yīng)力應(yīng)變等時曲線，在此基礎(chǔ)上，詳細分析了各種曲線的特征；
　　 (3)在試驗基礎(chǔ)上，借鑒飽和蠕變經(jīng)驗?zāi)Ｐ蚐ingh-Mitchell模型的建模思想，并根據(jù)蠕變曲線隨吸力變化的特點，定義了一種新的包含基質(zhì)吸力的應(yīng)力水平，將該應(yīng)力水平反映到蠕變模型中，從而建立了包含吸力的非飽和土Singh-Mitchell模型。通過對模型參數(shù)

5、與時間和應(yīng)力關(guān)系的定量化分析，對已建立的非飽和土Singh-Mitchell模型進行了修正。最后，通過模型曲線與試驗點的對比分析，發(fā)現(xiàn)曲線與試驗結(jié)果基本吻合，說明已建立的非飽和土Singh-Mitchell模型能較好地描述千將坪滑帶非飽和土的蠕變特性。
　　 主要貢獻及創(chuàng)新點：
　　 (1)采用能夠控制基質(zhì)吸力的非飽和土三軸蠕變儀分別開展了三種凈圍壓，六種吸力，六級偏應(yīng)力水平下的非飽和土三軸蠕變試驗，采用改進的Boltz

6、mann疊加原理對試驗數(shù)據(jù)進行處理，得到全過程蠕變曲線。目前，由于試驗周期漫長，國內(nèi)極少報道同時考慮不同固結(jié)應(yīng)力，不同基質(zhì)吸力，不同應(yīng)力水平下的非飽和三軸蠕變試驗，該項研究成果無疑為不同固結(jié)應(yīng)力、不同吸力、不同應(yīng)力水平下的蠕變機理研究提供了寶貴的試驗數(shù)據(jù)。
　　 (2)通過定義一種新的考慮基質(zhì)吸力作用的應(yīng)力水平來實現(xiàn)非飽和土蠕變經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷臉?gòu)建，為非飽和土模型的建立提供一種新思路。通過定量化模型參數(shù)與時間和應(yīng)力的函數(shù)關(guān)系，建立了更