黃土路塹邊坡變形破壞機理研究.pdf

1、本文在系統(tǒng)分析大量的黃土地區(qū)公路工程滑坡資料和野外考察的基礎上，選取了數(shù)量最多、災害后果最為嚴重的黃土路塹滑坡作為研究對象，著重研究它在開挖、堆載及降雨等過程中的變形破壞機理，以期為此類災害的研究及防災減災提供一些新的研究思路和理論依據(jù)。圍繞黃土路塹邊坡變形機理，本文主要的研究目的在于通過各種試驗手段和方法，確定黃土路塹邊坡的變形特征，黃土路塹邊坡的變形特征產(chǎn)生的原因，黃土路塹邊坡的變形過程和結果。 首先，通過模擬邊坡開挖卸荷和

2、堆載過程的應力狀態(tài)，對構成黃土路塹邊坡主體的黃土材料進行了常規(guī)的三軸壓縮(CTC)和減壓的三軸壓縮(RTC)試驗，得到了黃土在不同含水量、不同圍壓及不同的加、卸荷速率下的變形和強度特征；進而，在對黃土特殊的組成、狀態(tài)和結構進行詳細分析的基礎上，結合非飽和土強度理論，提出了結構性黃土的強度表達公式τf=C0+Cj+ustanφb+σtanφ，并據(jù)此揭示了不同因素作用下黃土的變形和強度變化的內(nèi)在機理；同時，首次通過將在特殊的工程地質(zhì)條件下形

3、成的具有特定含水量和圍壓的組合的某些部位的黃土坡體與三軸試驗研究結果對比，客觀地揭示了黃土路塹邊坡土體變形破壞的產(chǎn)生原因及過程；并通過對堆載作用下應變硬化型黃土試驗資料的研究，建立了能完整描述應變硬化黃土本構關系的對數(shù)模型σ-σ3=αlnε1+b及利用模糊信息優(yōu)化處理理論確定模型參數(shù)的方法，通過非母體驗證，證明該種確定模型參數(shù)的方法精度較高。 其次，首次通過大型黃土邊坡離心模型試驗，再現(xiàn)了黃土路塹邊坡的變形過程和變形破壞特征，為

4、今后大型的黃土邊坡工程的試驗研究和工程實踐提供了依據(jù)。結果表明：黃土邊坡在自重應力作用下的固結壓密過程中，坡體中、后部會產(chǎn)生細小的裂縫；開挖對前部土體變形影響較大，堆載對后部土體變形影響較大，但開挖是影響邊坡變形的最主要因素；開挖作用下黃土邊坡的變形機制應為“牽引式滑坡”，堆載作用下黃土邊坡的變形機制應為“推動式滑坡”。 最后，還根據(jù)典型黃土邊坡特征，建立了黃土邊坡的計算模型，通過數(shù)值模擬計算研究揭示了黃土路塹邊坡在開挖、堆載及