红粘土工程特性及降雨入渗后的边坡稳定性研究

《红粘土工程特性及降雨入渗后的边坡稳定性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、河海大学硕士学位论文红粘土工程特性及降雨入渗后的边坡稳定性研究姓名：周清申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：洪宝宁20080326摘要红粘土是一种广泛分布在我国南方山区、重丘地区的特殊土。随着交通、能源等建设的发展，这种特殊土已被越来越多的工程所遇到，并成为控制工程质量的关键问题之一。。广梧”高速公路是连接广东省和广西省的重要枢纽，沿线富存着因开挖形成的红粘土边坡，其稳定性毫无疑问成为该工程建设中质量控制的关键。为了从设计到施工，以及工后能更好的控制这些边坡的稳定性，系统研究红粘土的基本工程特性，分析影响红粘土边坡稳定的关键因素，显然，具有工程应用

2、价值和理论意义。本文从红粘土的微观、宏观结构分析着手，根据红粘土具有鲜明地域特征的特点，开展了一系列常规室内试验和水敏性试验；以室内试验研究为基础，借助有限元数值计算方法，模拟分析了各种降雨条件下红粘土边坡孔隙水压力场分布的变化规律，并采用非饱和土极限平衡条分法对红粘土边坡稳定性进行多因素研究，主要工作如下：(1)根据红粘土矿物成分的特点，利用其独特胶态游离氧化铁赋存结构对红粘土特殊工程性质进行了解释。并且得到，游离氧化铁的含量越高，越有利于红粘土抗剪强度的增加；随着温度的增加，抗剪强度有增加的趋势，但是随着PH值的升高，抗剪强度降低。(2)根据室内常规

3、试验和针对性试验分析了红粘土的工程特性，并开展了含水率变化对红粘土抗剪强度影响的水敏性研究。结果表明，抗剪强度随含水率的增加而降低；含水率20％是强度变化梯度的一个分界点；粘聚力随含水率的变化呈一阶指数衰减，而内摩擦角则是含水率的分段函数，10％---20％为常数函数，200／r-27％为一阶指数减函数。(3)提出了“临界含水率抗剪强度曲面”的概念，该曲面可以在已知上覆压力和干湿状态的情况下，通过一整套的识别流程判定土体是否达到抗剪强度，其在水敏感性的判断中起到了一个。标尺”的作用，有利于工程应用。(4)利用有限元数值计算方法，模拟了红粘土边坡在不同地下

4、水位、不同初始坡顶孔压和各种降雨类型中的孔隙水压力场分布，并且分析了各种参数条件下边坡有、无张拉裂缝的稳定性状况。结果表明，小强度长时间降雨对边坡稳定性的影响要大于间歇性暴雨和短时连续大暴雨；张拉裂缝在4m以内对边坡稳定性没有太大的影响，但是裂缝超过4m边坡稳定性造成一定的威胁。关键词：红粘土、边坡稳定、游离氧化铁、抗剪强度、孔隙水压力场、极限平衡法、有限元Absu'actAbstractRedclay、^，idelydistributeinthesouthofChina．Manyhillsandmountainsarelocatedinthis他gio

5、n．Withthedevelopmentofconstructionoftrafficandenergy,theredclayisusedinmanyprojects．However,theengineeringpropertiesofredclayarespecial，sotheuseofredclaybecomeoneofthekeyfactorsinquailtymonitoringinprojects．Therearemanyredclayslopesintheexpresswaywhichisconnected“Guangzhou”and“Wu

6、zhou’’．11塘controllingstabilityofredslopebecometheveryimportant．Inodcrtocontrolltheslmbiliy,firstly,westudyedthefundamentaJphyscialpmperities．Then，weanalyzedthefactorswhichinfluencethestabilityofslope．Obviously,thecontentofthestudyhadtheoreticalsignificanceandpracticalvalue．Inthep

7、aper,weanalyzedredclayengineeringpropertiesfrommicrostructureandnmcrostructure．Intcnnsofthespecialcharacteristics．wetestedthefundamentalphysicalIndexsandwater-seusitiveproperityofredclay．Onthebaseofexperimentalresults．wemadesomenumbericalsimuIationswhichwereaboutthefieldofporepre

8、ssurechangebytheFEM．Atkxthen,weanalyzeds