地裂缝带黄土的渗透变形试验研究

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汾渭盆地地裂缝灾害严重影响着该地区国民生产和经济发展,地裂缝的突发性活动多与突降暴雨有关。因此,对地裂缝带黄土浸水后的强度和变形特性研究显的尤为重要。它既对地裂缝的形成机理研究提供依据,又为研究黄土地区水土流失、灾害防治、黄土体工程性质及其相关岩土工程问题提供借鉴。本文通过对咸阳地区三原县双槐树村地裂缝灾害预警示范试验场的野外调查,查明地裂缝带黄土的宏、微观地质特征,找出研究区地裂缝分布和发育的规律,确定了水的作用是这一地区地裂缝超常活动的外动力因素,并以双环法渗透试验、变水头渗透试验和三轴压缩试验为手段进行微观研究。在此基础上,选择有地裂缝通过的黄土场地进行现场试坑浸水试验,对地裂缝带黄土的渗透与变形特性进行了系统的试验研究和深入的理论分析,研究结果表明:(1)地裂缝带黄土的渗透系数与埋深呈负相关关系,且不同深度含不同裂缝宽度的黄土其侧向渗透系数要远小于垂向渗透系数,一般在一个数量级以上;裂缝对Q3黄土的垂向渗透产生影响,裂缝越宽,其垂向渗透性能越好,对其侧向渗透影响则较小;在裂缝宽度小于1cm的范围内,地裂缝带Q2黄土的渗透系数受不同宽度裂缝的影响较小。(2)通过分析不同裂缝宽度和含水率对裂缝带黄土的力学性能的控制作用,得出同一类型地裂缝带黄土的强度随着含水率的增大而降低,含水率增大越多,强度降低越多,且裂缝的宽度同强度成负相关性。地裂缝带黄土的变形可分为轴向变形、弯曲变形、旋转变形和扭转变形四种方式。(3)通过对原位试验浸水前后含水率剖面、不同深度沉降关系曲线、地表沉降等值线图的综合分析,发现地裂缝带黄土的渗流场由于裂缝的存在而导致不均匀入渗,继而引发了地裂缝带与周围土体发生差异沉降,定性的得出由于含水率的增加导致不同类型的土的强度降低的因素是渗透力拖拽、水力侵蚀、渗透固结和排水固结这四种作用。最后针对地表水入渗对地裂缝活动的诱发作用,提出了几种相应的防治措施。
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