砂雨法制備砂土地基模型及砂土邊坡穩(wěn)定性土工離心試驗(yàn)研究.pdf

1、土工模型試驗(yàn)在巖土工程領(lǐng)域研究中有著重要的作用，它能揭示土體的各種力學(xué)行為和機(jī)理，是驗(yàn)證及完善土的變形和強(qiáng)度理論的有效途徑，也可為巖土工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。試樣制備是土工模型試驗(yàn)過(guò)程中基礎(chǔ)而重要的環(huán)節(jié)，砂雨法是制備砂土地基模型晟常用的方法，但對(duì)影響砂雨法制備砂土地基模型的主控因素認(rèn)識(shí)尚需提高，各因素的影響程度或方式也需進(jìn)一步明確。離心模型試驗(yàn)與原型具有一致的應(yīng)力狀態(tài)，除了可以減小模型尺寸，大幅度縮減試驗(yàn)時(shí)間外，還能用來(lái)建立各種非均質(zhì)模型，模

2、擬復(fù)雜多變的工程情形，對(duì)于重力不可忽視的巖土問(wèn)題來(lái)說(shuō)是非常適用的。
　　通過(guò)自制砂雨裝置，對(duì)砂雨法制備砂土地基模型技術(shù)中落距、出砂孔尺寸、出砂頭總流量、出砂頭移動(dòng)速度4個(gè)影響因素以及砂土地基模型的相對(duì)密實(shí)度空間分布特征進(jìn)行了一定探討，并通過(guò)對(duì)目標(biāo)相對(duì)密實(shí)度的驗(yàn)證試驗(yàn)，驗(yàn)證砂雨法制樣技術(shù)的可靠性。同時(shí)通過(guò)開(kāi)展砂土邊坡穩(wěn)定性土工離心模型試驗(yàn)，研究邊坡坡度、砂土含水率對(duì)砂土邊坡穩(wěn)定性影響，反映砂土邊坡的變形發(fā)展規(guī)律以及破壞模式，探討制備

3、砂土邊坡離心模型中如何控制砂土模型含水率，以減小砂土等這類(lèi)非黏性土的離心模型試驗(yàn)誤差，并結(jié)合其他實(shí)驗(yàn)室平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，探討砂土離心實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源以及誤差的大小，為土工離心模型試驗(yàn)研究提供了一定的參考價(jià)值。初步得到以下結(jié)論和建議:
　　1、砂雨法制樣過(guò)程中，砂土相對(duì)密度Dr隨出砂口與砂面的高度的增大而增大，但增長(zhǎng)速率逐漸減小。落距范圍在70～100cm內(nèi)砂土相對(duì)密度基本趨于穩(wěn)定。
　　2、砂雨法制樣過(guò)程中，砂土穩(wěn)定相

4、對(duì)密度Dr與出砂口的直徑（寬度）d線性負(fù)相關(guān)，隨出砂口直徑（寬度）的增大而減小，其回歸方程為Dr=99.7-4d。并通過(guò)制作Φ=5mm的漏斗點(diǎn)式出砂口進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　3、通過(guò)選用Φ=4mm漏斗點(diǎn)式出砂口和b=3.23mm一線點(diǎn)式出砂口分別對(duì)目標(biāo)相對(duì)密度為55％和75％進(jìn)行的驗(yàn)證試驗(yàn)，實(shí)際相對(duì)密度與目標(biāo)相對(duì)密度最大相差-2.74％，最小相差0.25％，表明了砂雨法制備砂土模型是基本可靠的，且一線點(diǎn)式出砂口優(yōu)于漏斗點(diǎn)式出砂口。<

5、br>　　4、砂土邊坡坡度的增大，邊坡破壞時(shí)的臨界加速度降低。當(dāng)邊坡坡度由65°增大至75°時(shí)，邊坡失穩(wěn)的臨界加速度由45g降至23g，降低約49％，說(shuō)明邊坡坡度是影響邊坡穩(wěn)定的核心因素之一。對(duì)比7家實(shí)驗(yàn)室的平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得臨界加速度均值由55.6g降至25.6g，降低約52.2％，試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有高度的一致性。
　　5、通過(guò)對(duì)比平行實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果，由于砂土在較高含水率條件下存在明顯的土水遷移現(xiàn)象，含水率對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響未能通過(guò)本實(shí)