黏土矿物对金盆水库软弱变质岩边坡失稳影响研究

针对西安市金盆水库软弱变质岩边坡的地质条件,在细致分析黏土矿物的主要特性及形成机制的基础上,从微观到宏观的不同尺度,系统研究了黏土矿物对软弱变质岩边坡失稳的影响.结果表明,软弱变质岩成因复杂,矿物成分多样,水稳定性差,易于生成黏土矿物;而次生黏土矿物的形成将引起源矿物、矿物集合体及岩块特性的显著变化,诱发岩石向松散介质转化,并触发黏土矿物在宏观结构面中的聚集和泥化夹层的形成,导致结构面及岩体强度衰减,进而促进边坡变形破坏,对边坡演化及失稳的贡献显著.     

T3x须家河组砂岩饱水作用下水岩相互作用规律研究

为分析研究三峡库区水位升降作用对库岸边坡稳定性的影响作用,通过研究三峡库区内分布广泛的须家河组(T3x)砂岩在天然状态、饱水1,2,5,10,20,30 d等不同饱水时间下的物理力学性质变化规律性,测定其不同饱水时间的含水率、吸水率及抗剪强度,预测分析砂岩抗剪强度、砂岩含水率、砂岩吸水率随不同饱水时间的变化规律以及砂岩抗剪强度随含水率的变化规律等.试验结果表明,砂岩C,Φ值与饱水时间分别呈对数和指数关系,砂岩含水率ω、吸水率ωa与饱水时间呈对数关系.应用这一规律,对于在评价库水位升降作用对岸坡稳定性的影响作用时进行岸坡岩土体的物理力学参数取值有十分重要的理论和实际意义.     

不同含水率高易溶盐含量的伊犁黄土流变特性

流变学研究方法可以揭示黏弹性物质的流动和变形规律,常被应用于土体结构的力学稳定性及长期变形参数研究。为了深入探究伊犁黄土类土的黏弹性和结构稳定性,该研究采用流变仪对不同含水率和易溶盐(Na₂SO₄)含量的伊犁黄土类土进行了稳态和动态流变试验,引入Bingham模型对小剪切速率下的流变曲线进行了拟合,并分析解释了稳态和动态流变试验的演化过程。同时,讨论了含水率及易溶盐含量对稳态和动态流变参数的影响规律,定量分析了流变参数与各变量之间的关系。结果表明：稳态剪切过程中土体由固态向类固态转化,并最后趋于流态,具有剪切变稀行为;随着含水率及易溶盐含量增大,屈服应力和黏度均减小,且屈服应力在300～1 100 Pa之间。随着含水率和易溶盐含量增大,动剪切强度参数和黏弹性参数均线性减小,土体的结构稳定性降低。当剪切应变小于0.1%时,土体处于线性黏弹区,损耗因子变化不大;剪切应变大于0.1%时,损耗因子逐渐增大。高含水率及高易溶盐含量的土壤最先到达屈服点,说明高含水率和高易溶盐含量不利于土体结构的稳定性。随着含水率的增大,易溶盐含量对流变参数的影响程度变小...     

西南山区云南松根土复合体力学特性及其对浅层坡体稳定性的影响

[目的] 探究西南山区云南松根土复合体力学特性及其对坡体稳定性的影响，为该区浅层滑坡机理认识，识别预警与防治等提供理论基础与数据支持。 [方法] 以四川省凉山州中研究极为缺乏且与浅层滑坡密切相关的云南松根系为研究对象，开展根土复合体抗剪强度试验和FLAC 3D边坡安全系数数值模拟，探究了不同根系密度、根系分布方式与土壤含水量组合下乔木根土复合体的力学性质及浅层边坡稳定性。 [结果] 较高的植物根系密度可明显提高土体的抗剪强度，与素土相比，黏聚力、内摩擦角提高比例分别高达45.5%，9.6%。然而，根径与根系抗拉强度却呈显著的幂函数负相关关系(p＜0.05)，根径低于2 mm的细根抗拉强度最强；同时，乔木根系水平或垂直分布方式下，土壤含水量的增加均会降低土体的抗剪强度，不利于边坡稳定，而乔木交错分布最有利于提高土壤的抗剪强度和边坡稳定性。 [结论] 乔木根系的高密度发育，复杂交错分布，细根丛生等特点对提高根土复合体抗剪强度与边坡稳定性具有重要作用，适度地增加边坡植被覆盖是控制浅层滑坡发生的重要措施之一。通过评价地质灾害多发区不同条件下乔木根系护土固坡效应，可为震后地质活跃区开展生态修复提供理论支持。     

基于土-水特征曲线的植物边坡抗剪强度研究

土-水特征曲线通常用于估计非饱和土壤的抗剪强度,但是由于植物根系的吸水作用和加筋效应,使得植物边坡的抗剪强度不能直接利用基于基质吸力的非饱和土抗剪强度计算公式进行计算。以裸露边坡和植被边坡为研究对象,采用张力计现场测试和室内剪切试验相结合的方法,拟合水土特征曲线关系。结果表明:(1)植物根系的植入有效地提高了边坡土体的进气值,较素土进气吸力值增幅41.10%。在同等含水率条件下,植物边坡基质吸力明显大于素土边坡,提高了边坡土体的持水能力。(2)边坡红黏土基质吸力与含水率的关系符合V-G模型,利用最小二乘法得到模型参数。(3)随着体积含水率的增大,带根土与素土的抗剪强度参数值变化趋势大致相同,均呈现先增大后减小的趋势,但带根土的变化参数大,当含水率21.29%时,带根土黏聚力相较于素土增加了4.86 kPa,增幅18.55%,而内摩擦角对根系存在的敏感程度不如黏聚力。(4)随着土壤基质吸力不断增大,植被边坡与素土边坡的抗剪强度力学参数变化趋势大体相同,当土基质吸力为60～90 kPa土体的黏聚力提高最为明显,但植被边坡由于植物根系的存在,土体内基质吸力对边坡土体的抗剪强度提高幅度更大,黏聚力与内摩擦角最大增长幅度分别为37.34%和40.30%。通过建立土-水特征曲线参数与植物边坡抗剪强度的关系,可计算不同含水率或基质吸力条件下植物边坡的抗剪强度,为进一步分析工程实际中植物边坡的稳定性提供理论依据。     

降雨入渗下残积土坡的失稳机理与加固治理

针对典型非饱和花岗岩残积土边坡,基于饱和—非饱和渗流理论,分析了降雨入渗条件对残积土边坡渗流场与稳定性的影响,以及相应的加固治理方案。研究结果表明,边坡近坡表处的最大孔隙水压力和体积含水率均随降雨历时和降雨强度的增大而增大,从坡顶往下呈现大—小—大的变化趋势,且影响深度均随之增大;边坡稳定性在降雨初期下降比较显著,随着降雨历时增大,边坡稳定性下降趋势变缓并逐渐趋于一稳定值;当降雨历时较短时,降雨强度仅改变了近坡表附近的孔隙水压力分布及含水量,降雨强度对于边坡浅层溜方的影响不容忽视。鉴于基质吸力对边坡稳定影响很大,建议在工程设计中应考虑基质吸力对边坡稳定性的影响。     

微生物砂浆防护粉土坡面的强度与抗侵蚀性影响因素分析

微生物砂浆表面防护处理是处理粉土边坡扬尘与水流侵蚀问题的新技术。采用微生物砂浆层对粉土表面进行防护处理试验,通过微型贯入试验、水稳定性试验以及模拟降雨冲刷试验,分析了微生物砂浆防护层厚度、CaCl_2和尿素混合胶结溶液浓度、喷洒处理遍数等参数变化对微生物砂浆表面防护层的强度、水稳定性和土壤剥蚀率等性能的影响规律。结果表明,微型贯入仪可用于微生物砂浆表面防护层的强度测定,防护层的强度、水稳定性随胶结溶液浓度和喷洒处理遍数的增长而提高,最小有效厚度为5 mm。采用浓度为0.50 mol/L胶结溶液喷洒4遍,厚5 mm的防护层能够达到贯入阻力310 kPa,防护强度比77.5,崩解率2.3%,浸水强度损失率5.4%,具备较高的强度和较好的抗崩解性与强度水稳定性。粉土边坡在微生物砂浆防护前后,土壤剥蚀率能够从大于29.6降至6.8 g/(m~2·s)以下。该研究表明,微生物砂浆层用于粉土表面防护具有较好的抗冲刷性;微生物诱导结晶的方解石形成包裹砂颗粒的胶结微结构,能够使表面防护砂浆层具备良好的抗水流侵蚀性。     

极端降雨作用下陕北梯田边坡稳定性分析

为了研究在极端降雨作用下梯田边坡稳定性,同时探究土体内部重要参数随降雨入渗变化规律,进行了人工降雨作用下的梯田边坡的室内模型试验研究以及梯田边坡数值模拟分析。研究结果表明:在实施降雨的前2h,平均入渗百分率为65%,之后,入渗率由于地表径流的增加而随时间逐渐减少,一段时间(8h)之后,入渗率降到一个相对稳定值(25%);降雨入渗造成土体中含水率增加,致使梯田边坡的抗剪强度由于有效应力的减少及土体吸水软化而降低;降雨入渗影响下梯田边坡的滑动变形区为坡面以下0~1.0 m,变形量以坡面最大,从坡面到坡体深部逐渐减小,梯田边坡崩塌类型为冲蚀引起的局部浅层崩塌破坏;随着降雨的持续,梯田边坡安全系数不断减小,在降雨5h后安全系数ks1,梯田边坡发生垮塌。     

安太堡露天煤矿南排土场滑坡体稳定性及治理

首先介绍了1991年10月29日,发生在平朔安太堡露天煤矿南排土场大规模滑坡的基本情况,分析了这次滑坡的原因及性质,接着通过对滑面抗剪强度反算,获得了较为精确可靠的摩强度参数,从而对滑坡体在滑前与滑后的稳定性进行了研究,在此基础上,提出了以提高排土场稳定性为目的,以工程及生物措施为手段,对其边坡进行综合治理的新思路。     

某坝区溢洪道中段外侧边坡采空区上覆岩体变形特征研究

深入调查与研究了西南某水电站坝区溢洪道中段外侧边坡煤层采空区的分布特征,根据最终变形特征预测了地表移动变形的大小及其对该段外侧边坡整体稳定性的影响,其研究结果对边坡稳定性的评价具有直接的指导意义,为类似的研究提供参考和借鉴。     

锦屏二级水电站厂址区出水口边坡稳定性分析

调查了锦屏二级水电站厂址区边坡的基本地质条件,根据边坡的岩体结构特征,从结构面的不同规模及岩体结构的不同层次去研究斜坡变形破坏模式,将其分为整体破坏模式和局部破坏模式;从不同岩性的角度又将其分为基岩斜坡和堆积层岩体结构斜坡。并分别分析了边坡的变形破坏机制,最后应用地质分析和稳定性计算对边坡的稳定性进行了评价,得出岩质边坡整体稳定性较好,第四系堆积体边坡在最不利组合工况下处于基本稳定-潜在不稳定状态,表部局部存在块体失稳可能。     

基于智能磁性石块埋入的边坡深部变形失稳监测模型

针对边坡深部变形失稳监测存在服役环境恶劣、传感器布设困难等问题,提出基于智能磁性石块的边坡变形失稳监测方法,研制智能磁性石块及全张量磁场梯度传感器,发展基于智能磁性石块的边坡变形监测的简化磁测算法,通过智能磁性石块的位移变化反演边坡失稳过程。采用铝合金模型槽、分离式千斤顶和力传感器建立滑坡模拟系统,通过推移加载方法模拟边坡滑动。试验结果表明,当推力为2 500 N时,通过菲林软尺测得的6个特征点的水平位移与推力的曲线关系发生突变,当推力在2 500至3 100 N时,6个特征点的水平位移增加幅度迅速提高,发生失稳破坏。当推力为2 500 N时,智能磁性石块至参考点的距离、智能磁性石块的水平位移与推力的曲线关系存在拐点,此后智能磁性石块至参考点的距离、智能磁性石块的水平位移均大幅度变化。智能磁性石块至参考点的相对距离、智能磁性石块的位移等均可反映边坡变形演化并可进行失稳评价,且与菲林软尺传统的监测结果趋势基本一致。可为磁测在边坡深部变形监测的进一步研究和应用提供参考。     

饱和状态下黄绵土坡面细沟侵蚀可蚀性和临界剪切应力特征

土壤可蚀性参数和临界剪切应力是评价土壤易侵蚀程度和抗水流剪切变形能力的重要指标,目前在黄绵土坡面细沟侵蚀过程中,土壤饱和条件下可蚀性参数和临界剪切应力的变化尚不明确。该研究采用室内土槽模拟冲刷试验确定不同坡度（5°、10°、15°、20°）和流量（2、4、8 L/min）下饱和黄绵土坡面的最大细沟剥蚀率,基于数值法、修正数值法和解析法计算土壤可蚀性参数和临界剪切应力。结果表明,3种方法所得最大细沟剥蚀率均随坡度和流量增加而增大,其中修正数值法和解析法计算的最大细沟剥蚀率更接近。土壤可蚀性参数分别是0.485、0.283和0.268 s/m,土壤临界剪切应力分别为1.225、1.244和1.381 N/m2。修正数值法可提高数值法近似计算的精度,使近似计算结果更接近解析法计算获得的理论值。饱和较未饱和黄绵土的土壤可蚀性参数略有减小（16.83%）,而临界剪切应力减小了66.97%,表明土壤饱和对黄绵土土壤可蚀性参数影响很小,但大幅度削弱了土壤临界剪切应力,使得黄绵土坡面饱和后土壤侵蚀更为强烈。此外,饱和黄绵土边坡的临界剪切应力比饱和紫色土坡面大6.38%,而细沟可蚀性参数大2.35倍,表明土壤饱和对2种土壤临界剪切应力影响程度相似,但黄绵土较紫色土对土壤侵蚀的敏感性更高。研究结果可为饱和状态下不同土壤坡面细沟侵蚀模型参数的优化提供参考。     

岩石边坡植被恢复工程中的客土稳定性分析

[目的]讨论岩石边坡植被恢复工程中的客土稳定性计算方法,为该类工程的稳定性评价提供依据。[方法]模拟计算抗剪型和摩擦型根系产生的作用力,转换为抗剪强度后作为客土稳定性的附加值,进而推导出稳定性计算公式,并通过济南—莱芜高速公路的客土喷播工程案例进行实测和验证。[结果](1)客土稳定性系数取决于无根土抗剪强度(Fs)、客土容重(γ)、客土厚度(d)、根系抗剪强度增量(τR);(2)根系产生的抗剪强度可细分抗剪型根系抗剪应力(τRg)和摩擦型根系抗剪应力(τRf)二者之和;(3)稳定性计算值始终小于实测值,分布规律及偏差值较稳定,植被恢复初期的3~5a内客土稳定性系数与植被恢复期成明显的正相关关系。[结论]客土稳定性系数计算可以作为岩石边坡植被恢复工程的参数设计和稳定性评价方法。     

岩质边坡确定性块体稳定性的研究

在岩质边坡中,岩体的失稳与破坏主要受岩体内结构面的控制,它们相互之间的空间分布位置、组合关系(包括自然边坡或边坡开挖面的产状)和结构面的物理力学性质等,对边坡的稳定都起着至关重要的作用.将野外测量的结构面资料,用一定的几何图形植入三维地形模型中,可以直观显示各软弱结构面的空间展布规律和交切关系,再根据赤平投影原理进行分析统计,确定优势产状,进而对边坡在潜在不稳定块体宽度、高度、体积、失稳模式和滑动方向做出定量的判断,从而指导现场工作人员采取处理措施.     

福建省建瓯市地质灾害发育特征及形成机制

[目的]分析建瓯市地质灾害发育特征及成因,以便进一步做好建瓯市地质灾害防灾减灾工作。[方法]在区域地质灾害详细调查的基础上,分析建瓯市地质灾害的发育类型、规模、分布以及危害性等特征,总结区内地质灾害的发育规律。针对地质灾害的地形条件、地层岩性以及典型致灾土体的土工试验研究,结合对典型灾害点的讨论分析,确定建瓯市地质灾害的形成机制及土体抗剪强度特征。[结果](1)建瓯市地质灾害以小规模滑坡为主,数量众多,普遍表现为表层堆积土顺基岩面滑塌的发育特点;(2)区内地质灾害多发的原因是由于多期次构造运动导致岩体破碎,易构成不稳定结构面组合,加之表层风化土体抗剪强度较低,在人为切坡及强降雨条件诱发下,导致了斜坡的变形破坏。[结论]建瓯市地质环境条件较差,不合理的切坡易诱发滑坡。     

适量砒砂岩改良风沙土的吸水和保水特性

该文研究了不同砒砂岩改良风沙土模式下的土壤入渗特征、饱和导水率和水分特征曲线,分析了不同模型对砒砂岩改良风沙土水分特征曲线的适用性和不同改良模式的土壤水力学特征,以期为评价砒砂岩改良风沙土水力学特性以及筛选合理改良模式提供科学依据。结果表明:砒砂岩可以有效降低风沙土的入渗率和饱和导水率,增加风沙土的饱和含水量和滞留含水量,增强风沙土的持水能力。VGM(m,n)模型可以拟合砒砂岩改良风沙土土壤水分特征曲线。同一改良模式下,土壤的入渗率、饱和导水率和饱和含水量随容重增大呈减小趋势;容积含水量在低吸力段随容重增大逐渐减小,在中高吸力段逐渐增大。砒砂岩和风沙土以25∶75比例混合的复配模式,可以有效改良风沙土的吸水和保水特性,可在实践中推广。     

基于模糊综合评判的崩岗重力侵蚀评价方法

发育于花岗岩出露区的典型崩岗岩土受干湿效应影响,致使坡体在重力作用下产生崩坍,这是崩岗形成后最主要的侵蚀形式。通过对原状土进行5种干湿水平处理,采用直剪试验研究干湿效应下崩岗岩土抗剪强度及其指标变化规律。结果显示：从风干到增湿过程,抗剪强度及其指标衰减明显,粘聚力C下降幅度最大为92％,而内摩擦角9最大降幅为48％。随着垂直压力递增,抗剪强度增大。此外,基于不同干湿效应下岩土抗剪强度指标变化规律,运用模糊综合评判法对不同干湿水平、干湿阶段崩岗坡体稳定性等级（重力侵蚀）进行评价,并讨论了完善该模型的途径,可为崩岗危害性分级、针对性治理提供技术支撑。     

软弱层带抗剪强度经验公式

软弱层带是控制岩体稳定性的重要边界条件。软弱层带的工程特性是其物质基础与环境条件共同作用的结果。研究表明软弱层带的抗剪强度与塑性、干密度和含水量具有明显的相关性，并提出了抗剪强度与三因子之间的经验公式。