降雨作用下裂隙红黏土边坡渗流特征与冲刷模式

针对降雨作用下裂隙红黏土边坡失稳破坏问题,开展红黏土边坡裂隙演化、降雨入渗及冲刷模型试验,提出基于图像摄影识别技术的边坡裂隙特征及含水率分布定量表征方法,揭示红黏土边坡裂隙演化规律,分析裂隙发育程度与降雨强度对红黏土边坡渗流特征与冲刷模式的影响。结果表明：干燥作用下红黏土边坡表面裂隙发育,其中坡面裂隙发育最强烈,其最大裂隙平均宽度为4.1 mm,最大裂隙深度为7.7 cm,最大裂隙率为10.4%,但坡底子裂隙和分支裂隙发育最充分,且主裂隙最先出现于远离坡面处;降雨作用下,雨水极易沿坡表裂隙形成优势流迅速渗入边坡内部,使边坡含水率增加且呈不均匀分布,出现局部暂态饱和区;裂隙发育程度和降雨强度的增强均会提高前期降雨入渗速率,并增加最终降雨入渗深度,其中坡底处入渗深度最大;极端降雨对裂隙红黏土边坡冲刷作用明显,造成坡面松散层流失,坡底显现冲刷痕迹,坡脚局部发生滑动。基于图像摄影识别技术定量分析边坡含水率分布的方法简单有效,研究成果可为裂隙性红黏土边坡灾害防治提供参考。     

裂隙对红粘土边坡渗流稳定的影响分析

为探讨裂隙对红粘土路堤边坡渗流稳定的影响规律,采用非饱和湿热耦合有限元分析方法,模拟了9种裂隙工况下边坡瞬态水分迁移过程,并基于非饱和强度理论耦合计算了边坡稳定性。分析得出,裂隙的存在明显加深了边坡降水影响深度,考虑裂隙工况下降水影响深度为裂隙埋深加上气候影响深度,裂隙间距对湿度影响深度贡献小,它主要控制着降水早期边坡水分迁移,裂隙埋深是影响边坡渗流和稳定的主要因子,裂隙埋深小于1.0m时裂隙对边坡稳定性影响不敏感,而裂隙埋深达到2.0m以上时影响十分显著。     

全风化千枚岩、红黏土及其改良土裂隙演化规律

为了充分利用全风化千枚岩与红黏土作为路基填料,设计了红黏土与全风化千枚岩干质量比分别为0∶5、1∶4、2∶3、3∶2、4∶1、5∶0,石灰掺量分别为0、3％、5％和8％的组合改良方案,开展了环刀试样干湿循环试验;为了定量描述裂隙的发育状况,开发了裂隙率计算软件,提出基于AutoCAD裂隙总长度计算方法.试验结果表明:裂...     

路堤边坡雨水渗流的模型试验研究

降雨入渗是导致边坡滑动破坏的主要原因之一。利用室内模型试验，模拟降雨对不同情况路堤的影响，了解雨水在边坡上的渗流浸润形态。     

考虑坡顶倾角的土质裂隙边坡稳定性分析

自然界或人工填土边坡常因裂隙的出现而导致其稳定性降低.裂隙的发育不仅与岩土体的材料性质相关,还取决于边坡的几何形态.为了研究边坡的坡顶倾角对裂隙边坡稳定性的影响,基于极限分析上限定理,以坡顶存在一定倾角的裂隙边坡为研究对象,利用平面应变的对数螺旋旋转 机构对其进行计算和分析.考虑静力作用和地震力作用的影响,构建了在这2...     

离子土壤固化剂固化红黏土强度特性

为研究液态离子型土壤固化剂加固红黏土的强度特性，采用美国Road Bond公司生产的液态离子型土壤固化剂对浙江金华地区的红黏土进行加固。在试验确定的最佳离子土壤固化剂掺量0.014%条件下，通过在试样土中加入不同掺量水泥、石灰，成型2种不同压实度（96%、98%）试件，分别进行固化土混合料的抗压回弹模量、抗压强度、劈裂强度和冻融强度试验，分析离子土壤固化剂加固红黏土的强度变化规律，并铺筑试验路进行验证。研究结果表明：红黏土中加入离子土壤固化剂后，其塑性指数有所降低，形成更为密实结构，固化剂、水泥或石灰的掺入都能增加混合料的抗压回弹模量，且在其他条件相同的情况下，掺入石灰对抗压回弹模量的增强效果优于水泥；各配合比混合料的7 d无侧限抗压强度受压实度影响较为显著，98%压实度固化效果优于96%压实度，固化剂、水泥、石灰的掺入均可较好提升试件的劈裂强度，随着水泥掺量的增加，其冻融抗压强度损失BDR也随之提高，其抗冻性能越好。结合现场试验路的情况，建议在实际工程中严格控制其压实度。     

降雨条件下含夹层公路边坡渗流特性分析

公路边坡中夹层渗透性相对强弱对其渗流场的影响极大.基于饱和—非饱和渗流计算理论,利用GEO—Studio有限元计算软件,计算了不同雨型降雨入渗下夹层渗透性相对强弱不同的公路边坡的基质吸力分布,揭示了其渗流演化规律.结果表明:(1)降雨初期基质吸力随时间逐渐减小,降雨后期,前峰型和中峰型降雨下基质吸力出现增加,降雨停止后...     

反复湿化和动载作用下路基红黏土累积变形特性研究

针对南方湿热地区红黏土路基受干湿交替环境和行车荷载往复作用而出现过大附加沉降的问题,为揭示反复湿化和动载联合作用下路基红黏土的累积变形演变规律,采用喷雾加湿和暖风干燥的方法对压实红黏土试样进行定量增湿与脱湿,制备了4个不同湿化幅度和5种不同湿化次数的试样,并通过动三轴试验测试了湿化幅度、湿化次数和动应力幅值对累积变形的影响。研究结果表明:累积塑性应变随湿化幅度的增加呈非线性增大,存在临界湿化幅度为1.5%,超此幅值时累积应变成倍增加;试样经历初次湿化时,即从0次到1次,累积应变增幅较大,第2次和第3次时增幅放缓,而进行到第4次时,累积应变增幅又变大;动应力较小时,累积应变在较少振动次数下趋于稳定,而当动应力超过临界动应力水平,试样累积应变迅速增长直至破坏,且动应力对累积塑性应变的影响随着反复湿化幅度和次数的增加而增大;累积应变状态受湿化幅度、湿化次数和动应力幅值的耦合影响,从塑性安定型演变为增量破坏型,其典型滞回曲线形状由从疏到密变化到从密到疏,面积越来越大。最后基于试验加载结束时累积应变的幂函数变化规律,以湿化幅度、湿化次数和动应力幅值为变量,建立了动力湿化应变的预测模型,可用于实际工程常出现的稳定型累积应变状态的湿化变形预测。     

降雨入渗对裂隙性红粘土边坡的稳定性影响分析

红粘土具有干缩开裂性,裂隙性红粘土、尤其是高吸力红粘土边坡,其稳定性跟降雨入渗有很大关系.基于饱和-非饱和土渗流理论,建立了裂隙性高吸力红粘土边坡数值分析模型,模拟了降雨入渗条件下边坡暂态渗流场,分析了降雨强度、裂隙深度、裂隙渗透系数等对裂隙性红粘土边坡渗流场及稳定性的影响.结果表明,短期降雨对低渗透性红粘土边坡渗流影响较小,高渗透性裂隙加快了雨水入渗;土坡安全系数对雨强的敏感度与土体饱和渗透系数有关;裂隙深度影响边坡安全系数、滑裂面位置及形状;随着裂隙深度增加,边坡安全性系数对雨强敏感性显著增加,边坡滑动形式趋向于浅层滑动.     

红黏土研究现状综述

对红黏土成因、微观结构、矿物成分、物理力学特性、影响因素及改良措施等方面作综合论述,为后续研究发展提供参考。     

红黏土的研究现状和展望

红黏土作为建筑地基、建筑介质已经越来越频繁的出现在各种工程建设当中,加强这一特殊土的研究对于各种工程的实践,具有现实意义。在论述了学术界和工程界对红黏土的成因、物质组成、物理力学性质及其影响因素机理和微观模型研究现状的基础上,对红黏土的研究方向提出了展望。     

基于裂隙影响的膨胀土路堑边坡柔性防护法

膨胀土的反复胀缩变形及强度衰减特性,对路堑边坡具有长期潜在的破坏作用,而刚性防护措施难以解决此类问题。通过配制一种新型的液体改良剂,对膨胀土边坡进行化学喷洒渗透改良,使之形成结硬的表面封闭层,使边坡长期处于稳定状态,成功实现了膨胀土路堑边坡的柔性防护,为膨胀土路堑边坡处理提供了新途径,具有较好的推广应用价值。     

土工格栅加筋陡边坡路堤位移特性的试验研究

为了解土工格栅加筋陡边坡路堤的位移特性,通过离心模型试验和土工格栅应变的现场观测进行了研究.获得了土工格栅加筋路堤横断面位移分布和路堤中土工格栅应变随时间变化的情况,发现在边坡坡脚浸水的情况下,加筋模型有绕边坡坡脚倾覆的趋势,倾覆趋势随加筋密度的增大和边坡坡度的增大而增大,而不加筋路堤边坡发生了滑塌,表明土工格栅的加入提高了路堤的整体性.在边坡坡脚浸水的情况下,地基土体在边坡坡脚附近的推移以及在路堤下部的沉降是路堤破坏的主要原因,有无加筋、加筋密度和边坡坡度对地基土体位移的分布特性影响不大.     

含水率-温度双因素影响的红黏土力学特性分析

在新的气候环境和工程建设要求下,涉及红黏土的工程问题不断突出,亟待深入掌握残坡积红黏土的力学和工程性质。该文以湖南省内典型红黏土为研究对象,基于不固结不排水直剪试验,开展含水率和温度双因素影响下的残坡积红黏土力学特性研究,重点关注影响红黏土力学性能的最不利条件。研究结果表明:(1)受单因素含水率影响,随含水率的增加红黏土的抗剪强度减小10%～40%;而考虑含水率与温度双因素影响,温度增加时,红黏土的抗剪强度随含水率增加而减小的效果减弱;(2)红黏土的黏聚力同时受温度和含水率的影响,同一温度下,含水率增加,黏聚力减小40%～70%,温度越高,含水率对黏聚力的影响越小;同一含水率下,温度为30℃时,黏聚力最小;(3)非极端温度范围内(10～30℃),红黏土的内摩擦角主要受温度影响,温度增加,内摩擦角增加5%～10%。     

废木灰处理红黏土的水力性能研究

由于具有较低的渗透性和中等压缩性,红黏土也被用做垃圾填埋场的衬垫材料。通过不同废木灰掺入比对红黏土改性,研究了不同击实能条件下红黏土及其改性后的水力性能。结果表明废木灰掺入量对该红黏土液塑限指数的影响并不大;随着击实能的减小或废木灰掺入比的增大,红黏土的最优含水量增大;轻型和中型击实的红黏土随着废木灰参入比的增大渗透系数随之增大;废木灰掺入比的增加对土样体积收缩影响明显,同时显著改变了红黏土土样的均一性。     

倾斜坡顶黄土边坡垂直裂隙深度计算方法

垂直裂隙在黄土层中发育极为普遍,为研究黄土边坡坡顶垂直裂隙深度的问题,改进传统裂隙法中存在的缺陷,分别建立单裂隙与多裂隙滑动模型,并结合边坡滑动后垂直裂隙后壁形成的垂直张拉段土体自稳特点,采用极限平衡法对2种滑动模型进行受力分析,建立边坡极限状态方程;并进一步利用最优值法对方程进行求解,推导出黄土边坡倾斜坡顶垂直裂隙极...     

高速公路改良风化砂-红黏土路基填料永久变形试验研究

为提高风化砂-红黏土地区路基在车辆荷载作用下的稳定性和耐久性,研究了掺砂比、初始干密度和循环荷载对改良风化砂-红黏土永久变形行为的综合效应,并通过室内三轴永久变形试验分析了这些因素对变形特性的影响。试验结果表明：1)在初始干密度一定的情况下,随掺砂比的增加,永久变形终值先减小后增大,在掺砂比为10%时达到最小值;2)在一定掺砂比下,随初始干密度的增大,最终永久变形终值也增大;3)当掺砂比和初始干密度一定时,土体的永久变形值与循环荷载次数呈对数关系。在此试验结果基础上,建立了综合考虑掺砂比、初始干密度和循环荷载效应的改良风化砂-红粘土永久变形预测模型,并对其进行了鲁棒性验证。鲁棒性验证结果表明,所建模型具有较高的准确性与适用性,可应用于路基工程路基填料永久变形量的预测。     

基于流-固耦合的膨胀土边坡渗流分析

基于流-固耦合理论、非饱和渗流计算模块,通过C++和FLAC^3D内置FISH语言构建考虑膨胀效应的非饱和流-固耦合模块,结合工程实例,分析膨胀土边坡在不同耦合方式和降雨工况下非饱和渗流规律及相关影响因素。结果表明,降雨入渗对边坡孔隙水压力的影响集中在边坡浅层范围内,采用流-固耦合模块计算所得土体饱和度的增速、增幅及降雨入渗深度都比非耦合情况时小,且随着降雨的持续,两者之间的差距越来越大;在总雨量相同的条件下,强度小而历时长的降雨会造成边坡土体内雨水滞留量增多,滞留时间变长。     

桂西南红黏土地区地裂与房裂的调查研究

结合南（宁）昆（明）铁路建设涉及桂西南隆安县境内龙床地区红黏土中长大地裂及建造在红黏土地基上的房屋开裂变形现象的详细调查与综合勘探（物探、钻探、挖探、取样试验等）资料，对此区红黏土的胀缩特性及影响红黏土胀缩特性的环境因素作了较深入的研究，探讨了红黏土地区地裂与房裂的形成机理，并对红黏土地基工程处理措施也作了简要介绍。     

降雨作用下高填土质路堤边坡的渗流稳定分析

针对现行的高填土质路堤边坡,基于饱和—非饱和渗流数学模型,设计了二维非稳定渗流程序,通过模拟因雨水入渗引起的暂态渗流场,分析土体中含水量、基质吸力的变化规律;采用等效粘聚力的概念,利用延伸的MOHR COULOMB破坏准则对路堤边坡进行了弹塑性有限元分析,进而得出路堤边坡在不同降雨时刻的安全系数;最后分析了降雨重现期、土参数φb和由路堤施工所引起的土体渗水性系数的各向异性对边坡渗流稳定的影响。