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文檔簡介
1、邊坡失穩(wěn)研究一直是工程界研究的熱點(diǎn)問題,作為構(gòu)成邊坡的主要材料,土的流變性質(zhì)與邊坡穩(wěn)定性息息相關(guān),但是,從黏性土到砂性土,土體的流變性質(zhì)差異較大,目前尚缺少系統(tǒng)研究。本文以風(fēng)化頁巖土和沙作為基體材料,模擬了從黏土到砂土共計(jì)5種土樣,結(jié)合理論分析,采用實(shí)驗(yàn)研究的方法對其流變特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并與邊坡失穩(wěn)之間的關(guān)系進(jìn)行了有限元模擬與分析。
①通過室內(nèi)試驗(yàn),得出土體流變性能與各影響因素間定量規(guī)律:
1)在相同液限含水率百
2、分比下,土體蠕變變形隨含砂率增加而減小,應(yīng)力松弛時初應(yīng)力、終應(yīng)力及松弛量隨含砂率增加而增加,松弛比隨含砂率增加而減小。試驗(yàn)表明,當(dāng)含水率為0.923ωL時,A土(低液限黏土)蠕變變形與B土(含砂低液限黏土)、C土(含砂低液限黏土)、D土(砂質(zhì)黏土)、E土(砂質(zhì)黏土)相比,分別提高70.90%、117.59%、198.78%、630.62%;應(yīng)力松弛時,E土與A土相比,初應(yīng)力、終應(yīng)力、松弛量分別提高688.87%、2430.45%、172
3、.90%,松弛比降低65.37%;
2)土體蠕變變形隨含水率增大而增大,以A土為例,含水率為0.923ωL時蠕變變形量分別為含水率為0.823ωL、0.723ωL、0.623ωL、0.523ωL時的1.21、2.35、11.10、20.26倍;應(yīng)力松弛時的初應(yīng)力、終應(yīng)力和松弛量隨含水率增大而減小,松弛比隨含水率增大而增大,以A土為例,含水率為0.523ωL時初應(yīng)力、終應(yīng)力、松弛量較含水率為0.923ωL時增長1088.85%、
4、3002.79%、521.82%,松弛比則降低47.73%;
3)土體蠕變變形隨應(yīng)力等級提高而增大,且應(yīng)力超過一臨界值時,土體會發(fā)生非衰減蠕變,即發(fā)生不收斂的失穩(wěn)變形。土體發(fā)生非衰減蠕變時的蠕變變形隨含砂率的增加而減小,A到D四種土發(fā)生非衰減蠕變時的蠕變變形量分別為46.25×104με、28.75×104με、12.12×104με和2.5×104με,發(fā)生衰減蠕變與非衰減蠕變間的臨界應(yīng)力隨含砂率增加先增大后減小,A到D四種
5、土臨界應(yīng)力分別為32.61kPa、54.89kPa、32.30kPa、13.68kPa;應(yīng)力松弛試驗(yàn)中,軸向應(yīng)變較小時,初應(yīng)力、終應(yīng)力、松弛量隨應(yīng)變增長而增長,松弛比則相反,應(yīng)變較大時,土體由于破壞卸載,無論應(yīng)變多大,其初應(yīng)力都是一相對恒定值,終應(yīng)力隨應(yīng)變增大而減小,松弛量和松弛比隨應(yīng)變增大而增大;
4)隨加載速率的增加,土體蠕變變形增加,應(yīng)力松弛的初應(yīng)力、松弛量和松弛比增加,終應(yīng)力降低。加載速率增大5倍,含水率為0.723ω
6、L的A土蠕變變形增長20.10%,應(yīng)力松弛時初應(yīng)力、松弛量和松弛比分別增加3.83%、24.41%和19.79%,而終應(yīng)力降低9.29%;
?、谕馏w流變特性與邊坡穩(wěn)定性間關(guān)系:
1)土體蠕動變形是土質(zhì)邊坡發(fā)生變形破壞的關(guān)鍵因素,且伴隨著邊坡變形破壞的所有階段;
2)對同種土體蠕變性能影響最大的因素是含水率,邊坡工程中應(yīng)特別注意防排水設(shè)施的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù),保證邊坡中的水及時排除,邊坡土體含水率不應(yīng)長期高于從固
7、體狀態(tài)到流變狀態(tài)轉(zhuǎn)變的臨界含水率;
3)對一邊坡工程進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測和取土試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,邊坡土體蠕變性能呈現(xiàn)出“季節(jié)性”,多雨季節(jié)土體蠕變性能強(qiáng),邊坡位移增長快,少雨季節(jié)土體蠕變性能不明顯,邊坡位移增長慢,這一規(guī)律與數(shù)值模擬結(jié)果一致;
4)高含水率下,含砂率低的黏土中的水難以流出,土樣容易滑動(流動),更不穩(wěn)定,因此,在多雨地區(qū),若邊坡坡度小于砂土休止角或有支檔結(jié)構(gòu)時,砂土比黏土更適合作為邊坡填筑材料;
5)通
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