涇陽(yáng)南塬黃土滲透特性及黃土滑坡研究.pdf

1、黃土地區(qū)為干旱半干旱氣候區(qū)，為了農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及人們生活的需要，自上世紀(jì)70年代以來(lái)，修建了大量的飲水灌溉工程。灌溉不同程度的改變了灌區(qū)的自然地質(zhì)條件，造成了灌區(qū)的生態(tài)破壞。位于陜西涇河下游南岸的黃土臺(tái)塬，自1976年引水灌溉以來(lái)，頻繁的發(fā)生滑坡災(zāi)害，不但造成了大量人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，而且還使得寶貴的土地資源不斷流失，制約了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此研究灌溉誘發(fā)型滑坡的形成機(jī)理和孕育的過(guò)程將會(huì)非常有理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。本文以野外調(diào)查、物理力

2、學(xué)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬等多種手段研究了灌溉型滑坡孕育、發(fā)展的整個(gè)過(guò)程并探討了其穩(wěn)定性和破壞機(jī)理。研究的主要成果如下：
　?、磐ㄟ^(guò)現(xiàn)場(chǎng)原位滲水試驗(yàn)直接獲得了各種土層的飽和滲透系數(shù)和試驗(yàn)土剖面水平向和豎向的含水率變化，分析了水在非飽和土中滲透過(guò)程，結(jié)果表明入滲過(guò)程中暫態(tài)飽和區(qū)不斷擴(kuò)大。通過(guò)三軸滲透試驗(yàn)測(cè)得了土在圍壓狀態(tài)下豎直向和水平向的飽和滲透系數(shù)，結(jié)果表明隨著圍壓的增大，水平向和豎直向的飽和滲透系數(shù)呈規(guī)律性減小而且各向

3、異性逐漸消失。古土壤層的滲透系數(shù)非常小，為隔水層。
　?、仆ㄟ^(guò)土水特征曲線試驗(yàn)測(cè)得各土層脫濕曲線,根據(jù)原位滲水試驗(yàn)的結(jié)果，利用軟件模擬該滲水過(guò)程反演相關(guān)參數(shù)并得到各土層吸濕曲線。利用Mualem模型對(duì)土的非飽和滲透系數(shù)進(jìn)行了估算，并對(duì)脫濕吸濕過(guò)程滲透系數(shù)的不同進(jìn)行分析比較。結(jié)果表明土壤在吸濕和脫濕過(guò)程中的滲透性是有很大差異的，基質(zhì)吸力和含水量都會(huì)影響土的滲透性。
　?、菍?duì)灌溉作用下的滲流場(chǎng)進(jìn)行模擬，并分析了灌溉25年地下水的

4、上升情況，分析了斜坡內(nèi)孔隙水壓力的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，對(duì)邊坡進(jìn)行了考慮基質(zhì)吸力和不考慮基質(zhì)吸力的穩(wěn)定性分析，結(jié)果顯示考慮基質(zhì)吸力時(shí)穩(wěn)定系數(shù)要大于不考慮基質(zhì)吸力所得的安全系數(shù)。連續(xù)分析了25年的邊坡穩(wěn)定性并繪制出安全系數(shù)與時(shí)間的關(guān)系曲線，表明安全系數(shù)從第十三年發(fā)生迅速降低，直到第二十年，之后趨于穩(wěn)定，可知從灌溉開(kāi)始到滑坡發(fā)生是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。
　?、韧ㄟ^(guò)試驗(yàn)和數(shù)值模擬得到滑坡發(fā)生機(jī)理，主要過(guò)程為：飽和黃土形成→飽和黃土發(fā)生形變→整