浅论非饱和原状黄土垂直边坡土压力及坡顶浸水渗透规律的试验研究

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1、兰州理工大学硕士学位论文非饱和原状黄土垂直边坡土压力及坡顶浸水渗透规律的试验研究姓名：李佳申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：黄雪峰;朱彦鹏20090501硕lj学位论文摘要本文以非饱和原状黄土高边坡为研究对象，对原有边坡进行削坡和坡顶浸水试验，研究非饱和原状黄土边坡的土压力分布特征、产生机理和水在非饱和原状黄土边坡中的渗透特性以及对土压力影响变化分布特征。首先，通过现场试验和理论分析研究，考虑一种测试非饱和原状黄土垂直高边坡土压力的试验测试方法。试验方法采用钢筋拉结，钢筋后端锚固在边坡滑移面以外的锚固桩上，作为拉筋的固定端，前端在边坡临空面边界处，

2、并采用钢板及螺栓固定。本次试验切坡高度为14．5m，切坡由上至下分段进行，通过安放在拉筋上的测力计量测拉筋所受的拉力，通过换算，得出前端钢板上所受到在切坡过程中土体应力释放所产生的土压力，从而得到不同切坡深度各测试点的土压力大小及土压力强度的分布特征。本次试验采用的测试方法与传统的挡墙和土压力盒测试方法不同，能直接量测原状非饱和黄土土压力，这种实测方法是原状土土压力测试一次新的尝试，还未见有相关文献报道。削坡完成后，在边坡坡顶浸水，观测在浸水过程中土压力的变化情况并且讨论水在非饱和原状黄土边坡中的渗透规律以及对土压力影响。其次，在削坡过程中，由于土体应力释

3、放，对锚固钢板产生作用力，测得锚固钢板上的土压力强度，经过修正，得到非饱和原状黄土垂直高边坡的土压力强度分布特征曲线。分析该曲线的变化特征及其产生原因，结果表明：随着切坡深度的增加实测各点的土压力呈非线性关系增大；在此次试验土性指标条件下，非饱和原状黄土的自立稳定高度为9～10m；土压力强度分布曲线呈上、下小，中偏下部大，类似抛物线的分布特征；本次试验用朗肯土压力理论计算值是实测值的22倍。第三，实测了浸水过程中土压力强度的变化规律，实测得到了具体滑移面位置和垂直边坡滑移面剪出口高度分布特征，试验结果表明：在坡顶浸水后，土压力强度增加迅速，在边坡滑移前的极

4、限状态时，边坡土压力强度最大值是浸水前的4倍；通过滑移面位置和剪出口高度的量测，对于非饱和黄土垂直边坡，其临空面土压力的产生机理应分为滑动土体和稳定土体两部分考虑，滑动土体临空面土压力主要是由滑动土体自身的剩余下滑推力产生，稳定土体临空面土压力主要是由滑动土体的自重和边坡底部土体的约束作用产生。对于非饱和黄土垂直边坡，在浸水过程中，其边坡的水平位移量达到10mm时，可定为极限报警值，若位移值超过其值，边坡就有可能发生滑坡。最后，通过分析在浸水试坑下部2～3m土体每日含水率的变化规律，讨论了暂态饱和区的形成和运移过程，从而分析实测得到的水在非饱和原状黄土边坡

5、中的渗透范围的形成机理和水在非饱和原状黄土边坡中的运移规律。结果表明：水在非饱和黄土中的渗流过程实际上是暂态饱和区不断扩大的过程；渗透范围和浸润角不是定值；在非饱和原状黄十垂直边坡±压力及坡顶浸水渗透规律的试验研究非饱和黄土中渗流范围是一个闭合的近似椭圆形区域。关键词：非饱和原状黄土；高边坡；土压力分布；渗透；暂态饱和区；渗透范围；II硕十学位论文ABSTRACT。I．ostudythedistributioncharacteristicsandfomationmechanismofeanhpressu】reofunsatuI．atediIltactloe

6、ssslopea11dtheseepagepropertiesofwaterintheunsaturatedintactloessslope，aseriesofexperimentsweredone，suchaSslopecuttingandwaterimmersiontextatslopetop．Atfirst，tlletestschemeofmeas嘶ngearthpressureofmlsamratedintact10essslopewaSdeVeloped，inwMchoneendofatiebarwasanchoredinapilethatisa

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