非饱和土干裂缝及其对边波稳定性影响研究

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非饱和土边坡大部分是在降雨期间或者降雨之后发生失稳破坏的,而在传统的边坡渗流和稳定性分析中,雨水入渗对土体内部水压力产生的影响很小,这与实际情况不太一致,其主要原因是没有考虑土体裂缝的影响。因此本文针对南宁典型的非饱和土进行了土体干缩裂缝的相关研究,并分析了其对边坡稳定性的影响。   利用恒温恒湿箱对河流冲积相粘性土、膨胀土和红粘土等三种粘性土进行土体表面干缩裂缝开展试验,研究其开展规律和影响因素:随着温度的增加,土样失水稳定时裂缝率和分维数呈增大的趋势,平均块区面积和最可几面积呈减小的趋势,而随着湿度的增加其开展规律则相反。裂缝率变化速率受二者的影响较小,而分维数变化速率则相反;随着干湿循环次数的增加,土样失水稳定时裂缝率、分维数、块区个数呈增大的趋势;而随着土样厚度的增加其开展规律则相反;蒙脱石、伊利石等亲水性矿物成分对裂缝率、分维数的影响较大;在干缩裂缝开展的动态演化过程中,裂缝率和分维数均与含水量具有良好的线性关系。   通过压力板试验研究初始含水量、干密度和温度对南宁市河流冲积相粘性土土水特征曲线的影响规律;初始含水量和干密度对土水特征曲线的形状和特征值有重要的影响;温度对土水特征曲线也有重要的影响,随着温度的增加其基质吸力逐渐减小,并根据不同温度作用下的土水特征曲线拟合出含有温度因子的经验公式。   最后结合干缩裂缝试验和土水特征曲线试验结果,通过GeoStudio软件对裂隙边坡和无裂隙边坡在降雨条件下的渗流和稳定性进行比较分析,得出裂缝对孔隙水压力有较大的影响,边坡稳定安全系数明显降低,而且随裂缝开展深度的增加其降低幅度增大。所以在对非饱和土边坡进行分析研究时应考虑裂缝的影响。
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