饱和原状黄土的力学特性研究

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原状黄土是一种典型的具有大孔隙结构的欠固结土,具有弱胶结的结构性和强烈的水敏性。近几十年来,黄土台塬地区因农业灌溉诱发了大量滑坡、崩塌等地质灾害,给当地群众生命财产安全构成了严重威胁,因此对黄土滑坡形成机理进行研究尤为迫切。  本文以灌溉淋滤为出发点,以甘肃省黑方台Q3黄土和陕西省泾阳南塬Q2黄土为研究对象,在工程地质调查以及室内试验的基础上,重点研究了饱和原状黄土的力学特性,并探究了盐分含量变化对饱和原状黄土物理力学性质的影响,主要内容及结论如下:  (1)对比分析了原状黄土在长期灌溉条件下物质组成、物理性质的变化规律,结果表明:长期灌溉造成原状黄土中可溶盐含量的大幅降低,胶结弱化,粗颗粒分散,黏粒增多,塑性指数增大,同时灌溉过程中发生的湿陷引起干密度增大、孔隙比减小。  (2)通过室内三轴试验研究了饱和原状黄土的力学行为,结果表明:饱和原状黄土均表现出强烈的应变软化特性,与未灌溉Q3黄土相比,灌溉后Q3黄土脆性破坏特征有所减弱,表现为峰值应变增大。  (3)通过淋滤试验模拟现场灌溉过程,制备了四种不同含盐量的原状黄土试样,探究了含盐量对饱和原状黄土静态液化特性的影响,结果表明:随着含盐量的降低,黄土强度和强度参数变化不明显,但黄土脆性破坏特征有所减弱,表现为峰值应变增大、超孔隙水压力减小;同时黄土稳态线上移,状态参数减小,破坏面和状态边界面的斜率显著降低,意味着土体更易到达潜在不稳定区,发生液化,但液化潜势有所降低。  (4)开展了CQD试验,探究了原状黄土在地下水位上升过程中的力学行为和破坏过程,结果表明:随着含盐量的降低,εa~p曲线向右移动,意味着土体破坏时所需的孔隙水压力减少,土体更易破坏,与上述结论一致。  上述研究成果对于完善灌溉诱发黄土滑坡形成机理有重要意义。
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