都汶地区泥石流源地土物理力学性质研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laogong90
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
泥石流源区广泛存在宽级配弱固结的碎石土,对泥石流启动机理的研究表明这种碎石土的物理力学性质在很大程度上决定了泥石流等灾害的易发性,其中剪切强度决定了泥石流爆发的临界值,而渗透性则决定了泥石流是否能够启动。因此本文通过选取都江堰-汶川地区典型的泥石流沟为研究区域,以室内试验和原位测试相结合的办法,通过原位测试统计得到源地土天然状态下的实际物理力学参数与室内试验条件下的强度相关性变化关系,为泥石流启动机理的研究与防灾减灾提供基础的参数支持。  (1)对都江堰-汶川地区典型泥石流源地土进行原位水平推剪试验,得到试验区碎石土的剪切破坏特征与抗剪强度值。试验结果表明粗粒组含量,天然密度,含水率以及试样尺寸对剪切破裂面的发展和强度值计算均有较大的影响,其中P5(颗粒粒径大于5mm含量)含量为试验关键性控制因素。通过原位推剪试验所得统计了研究区域源地土的剪切强度参数值,原位推剪试验所得粘聚力相比室内直剪试验和三轴压缩试验所得参数值显著较小。  (2)通过原位双环渗水试验,对汶川地区典型泥石流沟源地土进行了原位测试,统计得到了研究区域内源地土的初渗率与稳渗率值。对张家坪沟源地土入渗过程分析表明试样颗粒粒径较大,砾粒组含量较多,细颗粒含量较少,孔隙裂隙较为发育,土体结构较为松散,是该区域入渗过程中达到稳定渗流的时间较长,渗透率较大的主要原因。各区域渗透系数间的差异主要由土体结构,级配特征和物质来源不同所造成。国内外相关研究根据不同土体的入渗规律提出了Kostiakov模型,Horton模型和Philip模型,使用Kostiakov、Philip和Horton三种入渗模型对入渗过程进行拟合,结果表明Kostiakov模型相关性最好,能准确的反映源地土的渗透过程,同时Kostiakov模型参数计算表明,a值在26.62-65.94之间,表明入渗过程中渗透速率衰减较快。除张家坪沟外n值均大于0.4,表明入渗过程中土体结构变化较大,张家坪沟土体砾粒组骨架作用较强,因此土体结构变化较小,较为稳定。  (3)对试验区域源地土进行采样,通过控制相关性的强度影响因素,在室内试验条件下进一步的探究源地土强度影响因素的相关规律。首先选取桃关沟为震后典型泥石流沟,采集源地土为试验对象,通过分析源地土的结构破坏模式,进行室内直剪试验和三轴剪切试验。直剪试验以含水率和干密度为变量,取源地土的粘聚力c和内摩擦角φ作为土体强度衡量指标进行试验。直剪试验结果表明,桃关沟源地土体的c值随干密度的增大而增大,随含水率的增大而减小,并且当含水率超过13%时,c值急剧降低;φ值则基本保持在31°左右,变化幅度不大。  (4)同时由于室内直剪试验试样粒径限制较大,最大只有1mm,较难以准确反应源地土实际强度特征,因此通过开展不固结不排水三轴剪切试验,使得室内试验最大限制粒径达到20mm,最大条件模拟源地土的实际强度变化特征。同时通过实测的办法在不同轴向应变时对试样直径的增量进行量测。试验结果表明,剪切过程主要由体压缩阶段,鼓状变形阶段和剪切破坏面发展阶段组成,其中鼓状变形阶段是试验剪切过程的主要变形阶段。干密度的增加表现出试样的鼓状变形与剪切破坏阶段较为明显;含水率的增加提高了试样的塑性,增加了实测直径增量值;围压与端部效应共同作用,围压越大,鼓状变形越明显,实测直径增量就越大。通过形变特征计算剪切强度,分别以试样直径最大增量值和中部1/3部分平均直径值计算剪切强度,结果表明两者应力应变特征基本一致,但最大直径所得剪切强度值相对较小。
其他文献
该文通过对不同规模、不同地区的几个所老年公寓的实态调查,对当前国内老年公寓基本建设及使用状况进行了论述,肯定了成功之处,同时也分析了老年公寓主要存在的问题,提出了相
近年来,经济不断发展的同时也带来了一系列水资源问题,水质的恶化和污水排放量的增加致使污泥的产量增加,因而如何处理污泥是目前面临的一大难题。对污泥进行处理时,通常预先对污
随着煤矿开采深度的增加,软岩巷道支护问题日益严重.该文采用数值模拟、理论分析和现场试验研究了深井软岩返修巷道锚喷支护机理、巷道围岩松动圈的变化规律,并进行了现场的
数学家出身的岩石力学专家石根华分别于1988年和1991年提出了非连续变形分析(Discontinuous Deformation Analysis,DDA)和数值流形法(Numerical Manifold Method,NMM)。DDA类似
该文在编制兰州市暴雨强度公式的基础上,论述了编制暴雨强度公式的步骤和方法,并对其中的一些理论问题进行了探讨和总结.
为了探讨预应力钢-砼组合连续梁在静载作用下的受力行为,该文进行了理论与参数 分析,非线性有限元模拟计算以及预应力组合连续梁的模型试验工作.应用MTS加载系统进 行了两跨
该文分五章,第一章简介了弹塑性力学理论的国内外现状,和稳定性问题的历史和现状,以及解决这些问题的理论和方法.第二章从理论和工程的角度描述了塑性力学的两种理论:全量理
该文侧重于目前多数中小型污水厂所采用的合建式、泵型叶轮表面曝气安全混合活性污泥法,在连续进出水间歇曝气运转条件下,通过曝气和停曝时段组合来进行脱氮除磷的优化研究.
对堰塞坝溃决过程的研究既可掌握堰塞坝的溃决规律,同时也可对抢险工作中关心的溃决模式、溃决流量、溃决历时、淹没范围等进行提前预测,指导抢险工作的开展。本文以堰塞坝为研