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川东红层残坡积层工程特性试验与案例研究
| 论文题名： | 川东红层残坡积层工程特性试验与案例研究 |
| 关键词： | 铁路工程;红层残坡积层;工程特性;塑性状态;物理指标 |
| 摘要： | 红层残坡积层因其地层地貌条件具有特殊工程特性，各项物理力学指标对工程有重大影响。目前对其工程性质的评价还处于定性阶段，系统的定量研究还进行得很少。汉巴南铁路穿过川东红层区，由于红层地区残坡积层所具有的特殊工程特性，影响和制约着铁路的修建和运营。因此，研究川东红层地区残坡积层的工程特性对汉巴南铁路的修建和运营具有重要的指导意义。 本文以汉巴南铁路工程为依托，在间隔较远的五个取样点现场取样53组残坡积土样进行室内试验。主要试验包括常规五项试验、压缩试验、剪切试验试验及膨胀性和渗透性相关试验。利用分组统计和拟合概率密度函数曲线等方法，研究了天然状态下的塑性状态及常规物理指标的分布情况。利用数理统计和origin软件拟合的手段，研究了各塑性状态的整体压缩性、在不同压力下的压缩特征以及压缩系数与天然孔隙比的相关性。利用平均值对比和origin软件拟合，研究了抗剪强度在大压力和饱和条件下的变化趋势及抗剪强度与天然含水率的相关性。对比规范，研究了残坡积粉质黏土膨胀性和渗透性。利用Midas-GTS NX（SRM），根据试验所得测定的参数，进行数值模拟，研究了残坡积粉质黏土其强度指标对铁路路基的适用性。利用InSAR形变监测、地表位移监测及深度位移监测，结合实际滑坡的变形情况，对残坡积层滑坡变形特征与形成机制研究。据试验和工程案例分析，得到以下结论： （1）该地区红层残坡积层以粉质黏土为主，含少量粉土，底部含少量砾石。粉质黏土的塑性状态以硬塑为主，在特定区域呈软塑。两种塑性状态天然含水率的差别较大，粉质黏土（软塑）天然含水率大，平均值为29.8%。粉质黏土硬塑状a0.1-0.2(MPa-1)平均值为0.238，为中压缩性；软塑状a0.1-0.2(MPa-1)平均值为0.511，为中~高压缩性。粉质黏土压缩系数与天然孔隙比呈正线性相关。粉质黏土在反复剪切和饱和条件下抗剪强度有急剧降低的特点，抗剪强度与天然含水率平均值呈线性负相关。粉质黏土为弱透水性且非膨胀土。 （2）残坡积粉质黏土（硬塑）在相同下伏地层条件下，路基边坡稳定性系数最高，地层平均沉降量最小。在实际工程可作为普通土考虑，但结合泡水易软化的性质，需做好排水措施。残坡积粉质黏土（软塑）在相同下伏地层情况，路基边坡稳定性系数最低，因其中~高压缩性，平均沉降量也更大。在实际工程中，考虑到上述性质需换填为强度更高的填料。 （3）川东地区残坡积粉质黏土因在集中降雨作用下，土层饱和，自重增加，其工程性质急剧降低。在特定坡度、暴雨、工程开挖、地层结构条件下，容易在土岩接触面产生滑面导致滑坡。 |
| 作者： | 林琦锐 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 王晓明;郭靖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北地质大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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