非飽和原狀黃土垂直邊坡土壓力及坡頂浸水滲透規(guī)律的試驗(yàn)研究.pdf

1、本文以非飽和原狀黃土高邊坡為研究對(duì)象，對(duì)原有邊坡進(jìn)行削坡和坡頂浸水試驗(yàn)，研究非飽和原狀黃土邊坡的土壓力分布特征、產(chǎn)生機(jī)理和水在非飽和原狀黃土邊坡中的滲透特性以及對(duì)土壓力影響變化分布特征。 首先，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和理論分析研究，考慮一種測(cè)試非飽和原狀黃土垂直高邊坡土壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法。試驗(yàn)方法采用鋼筋拉結(jié)，鋼筋后端錨固在邊坡滑移面以外的錨固樁上，作為拉筋的固定端，前端在邊坡臨空面邊界處，并采用鋼板及螺栓固定。本次試驗(yàn)切坡高度為14．5

2、m，切坡由上至下分段進(jìn)行，通過(guò)安放在拉筋上的測(cè)力計(jì)量測(cè)拉筋所受的拉力，通過(guò)換算，得出前端鋼板上所受到在切坡過(guò)程中土體應(yīng)力釋放所產(chǎn)生的土壓力，從而得到不同切坡深度各測(cè)試點(diǎn)的土壓力大小及土壓力強(qiáng)度的分布特征。本次試驗(yàn)采用的測(cè)試方法與傳統(tǒng)的擋墻和土壓力盒測(cè)試方法不同，能直接量測(cè)原狀非飽和黃土土壓力，這種實(shí)測(cè)方法是原狀土土壓力測(cè)試一次新的嘗試，還未見(jiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。削坡完成后，在邊坡坡頂浸水，觀測(cè)在浸水過(guò)程中土壓力的變化情況并且討論水在非飽和原

3、狀黃土邊坡中的滲透規(guī)律以及對(duì)土壓力影響。 其次，在削坡過(guò)程中，由于土體應(yīng)力釋放，對(duì)錨固鋼板產(chǎn)生作用力，測(cè)得錨固鋼板上的土壓力強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)修正，得到非飽和原狀黃土垂直高邊坡的土壓力強(qiáng)度分布特征曲線。分析該曲線的變化特征及其產(chǎn)生原因，結(jié)果表明：隨著切坡深度的增加實(shí)測(cè)各點(diǎn)的土壓力呈非線性關(guān)系增大；在此次試驗(yàn)土性指標(biāo)條件下，非飽和原狀黃土的自立穩(wěn)定高度為9～10m；土壓力強(qiáng)度分布曲線呈上、下小，中偏下部大，類似拋物線的分布特征；本次試驗(yàn)用

4、朗肯土壓力理論計(jì)算值是實(shí)測(cè)值的22倍。 第三，實(shí)測(cè)了浸水過(guò)程中土壓力強(qiáng)度的變化規(guī)律，實(shí)測(cè)得到了具體滑移面位置和垂直邊坡滑移面剪出口高度分布特征，試驗(yàn)結(jié)果表明：在坡頂浸水后，土壓力強(qiáng)度增加迅速，在邊坡滑移前的極限狀態(tài)時(shí)，邊坡土壓力強(qiáng)度最大值是浸水前的4倍；通過(guò)滑移面位置和剪出口高度的量測(cè)，對(duì)于非飽和黃土垂直邊坡，其臨空面土壓力的產(chǎn)生機(jī)理應(yīng)分為滑動(dòng)土體和穩(wěn)定土體兩部分考慮，滑動(dòng)土體臨空面土壓力主要是由滑動(dòng)土體自身的剩余下滑推力產(chǎn)生，

5、穩(wěn)定土體臨空面土壓力主要是由滑動(dòng)土體的自重和邊坡底部土體的約束作用產(chǎn)生。對(duì)于非飽和黃土垂直邊坡，在浸水過(guò)程中，其邊坡的水平位移量達(dá)到10mm時(shí)，可定為極限報(bào)警值，若位移值超過(guò)其值，邊坡就有可能發(fā)生滑坡。 最后，通過(guò)分析在浸水試坑下部2～3m土體每日含水率的變化規(guī)律，討論了暫態(tài)飽和區(qū)的形成和運(yùn)移過(guò)程，從而分析實(shí)測(cè)得到的水在非飽和原狀黃土邊坡中的滲透范圍的形成機(jī)理和水在非飽和原狀黃土邊坡中的運(yùn)移規(guī)律。結(jié)果表明：水在非飽和黃土中的滲流