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原文传递非饱和黄土的强度特征及其边坡稳定性分析

论文题名：	非饱和黄土的强度特征及其边坡稳定性分析
关键词：	非饱和黄土;基质吸力;三轴试验;抗剪强度;含水率;安全系数;强度特征;边坡稳定性分析;渗透性能;高速公路
摘要：	在工程实践中经常遇到的大部分土体多处于非饱和状态，在土力学的研究领域中，称之为非饱和土。实践表明，非饱和土不同于饱和土的根本所在是基质吸力的存在，在工程性状上表现为如土体的渗透性能、应力．应变关系、抗剪强度等方面的明显不同。黄土在我国分布广泛，分布面积可达44万km<'2>，局部厚度可达400m，众所周知，黄土具有遇水湿陷和强度降低的特征，从而为黄土地区的工程建设带来了巨大的隐患，特别是黄土边坡的稳定性问题，长期以来一直是工程中的一大难题。例如：洛阳-三门峡高速公路，自2000年修建以来，先后发生黄土边坡失稳滑动30多起。严重的影响了工程的安全。黄土属于特殊的非饱和土，查清非饱和黄土的强度特征，准确的预测非饱和黄土边坡的稳定性，对黄土地区工程的施工以及工程的安全运行具有重要的意义。本次研究在前人研究的基础上，针对非饱和黄土的特殊问题，先后开展了岩土工程调查研究、勘查取样、室内试验、分析计算等工作，通过上述工作对非饱和土的土．水特性和强度特征等有了进一步的了解，得出如下结论： 1．针对非饱和黄土试验周期漫长，对仪器控制精度要求高的特点并结合非饱和黄土的特性以及工程中非饱和黄土体的实际受力状态，利用了最近研制出的改进型非饱和土三轴仪。在试验中能够很好的解决非饱和黄土量测所遇到的基质吸力、孔隙水压力、孔隙气压力等问题，使其具有简便快捷的优点。针对非饱和黄土试验过程较长的特点，采用数据自动化采集和处理，大大节省了人力并提高了试验精度。 2．利用特制的非饱和土三轴仪对非饱和黄土在不同围压条件下的土．水特性试验方法进行了探讨，对非饱和黄土基质吸力在不同围压、不同含水量条件下的变化规律进行了研究，根据试验结果求出土．水特征曲线及其相应的拟合函数。 3．非饱和黄土的抗剪强度均高于饱和黄土的抗剪强度。主要是由于非饱和黄土中存在有基质吸力。其抗剪强度随着基质吸力的增大而增大。对于不同含水量的非饱和土体而言，虽然土体的内摩擦角相差无几，但凝聚力却有很大的差别。也就是说土体的抗剪强度随着含水量的不同而不同。 4．由于φ<'b>的值是一个变量，它随着基质吸力发生变化，在以往的计算分析过程中，往往把它作为定值看待，这样是不符合工程实际的。在本文中采用一种间接的方法，避开φ<'b>，用总凝聚力来分析基质吸力对边坡稳定的影响，利用第三章拟合的公式3-9，即c<,total>=47.9908+0.33884θ<,w>-0.02276θ<'2><,w>进行计算。 5．利用简化的Bishop法和GLE等方法，对非饱和黄土边坡(炎黄二帝工程)进行稳定性分析，从计算的结果可知：基质吸力影响非饱和黄土的强度，进而影响边坡的稳定，在考虑非饱和黄土基质吸力的情况下，随着含水率的变化，土体将由非饱和黄土逐渐向饱和黄土转变，从而导致基质吸力的下降即土体强度的降低，影响非饱和黄土边坡的安全运用。
作者：	佘小光
专业：	地质工程
导师：	李永乐
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华北水利水电学院
学位年度：	2007
正文语种：	中文