13832.入滲對(duì)冰磧層滑坡的穩(wěn)定性影響分析

1、InfluenceofInfiltrationonthestabilityofMoraineslopesByHuangJinHuiADissertationSubmittedtoGraduateUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofGeotechnicalEngineeringInstit

2、uteofMountainHazardsandEnvironmentChineseAcademyofSciencesMay，2014摘要摘要中高緯度山區(qū)出露大量具有傾向臨空面的冰磧物斜坡。在降雨、河水上漲及冰雪融水等入滲的作用下，冰磧物坡體失穩(wěn)破壞，可造成嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。入滲對(duì)冰磧物斜坡穩(wěn)定性影響的研究有助于科學(xué)地建立起冰磧物滑坡災(zāi)害預(yù)警機(jī)制及滑坡的防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)，具有很強(qiáng)的理論意義和實(shí)踐意義。本文在前人研究基礎(chǔ)上，以西藏冰磧物滑坡為

3、對(duì)象，通過(guò)室內(nèi)外實(shí)驗(yàn)及數(shù)值分析研究入滲對(duì)冰磧物滑坡穩(wěn)定性的影響，得出以下結(jié)論。(1)冰磧物特殊的組分特征決定了其中的粘土礦物包裹聚集大顆粒的砂、礫、石塊，使其顆粒聞鑲嵌完好、結(jié)構(gòu)致密。但是，在雨水、冰雪消融或其它條件下，將導(dǎo)致表層冰磧物土石塊結(jié)構(gòu)松散，形成架空結(jié)構(gòu)，入滲率增大。(2)入滲過(guò)程實(shí)質(zhì)上是水分在土體內(nèi)部的運(yùn)移過(guò)程。隨著入滲的進(jìn)行，在重力和吸力的共同驅(qū)動(dòng)下，浸潤(rùn)線向前推進(jìn)，土體含水率重分布。同一時(shí)刻，含水率隨土體深度的增加呈非線

4、性減??；同一深度，含水率隨時(shí)間的變化率同入滲率、上層土體滲透系數(shù)有關(guān)。在入滲的作用下，水分在土壤內(nèi)部不斷重新分布，最終坡體出現(xiàn)局部暫態(tài)飽和區(qū)，基質(zhì)吸力為零。理論分析表明，坡體內(nèi)部水分大體往坡腳方向運(yùn)移，與示蹤試驗(yàn)獲得的結(jié)果相一致。(3)濕潤(rùn)鋒的推進(jìn)引起水分的重分布。本質(zhì)上，降低了土體的基質(zhì)吸力。直接表現(xiàn)為抗剪強(qiáng)度的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明非飽和冰磧物抗剪強(qiáng)度與含水率具有顯著相關(guān)關(guān)系。其中，粘聚力隨著含水率的增加呈一階指數(shù)衰減關(guān)系，且在0～10

5、％粘聚力衰減迅速。而相比于粘聚力，冰磧物的內(nèi)摩擦角隨著含水率的增加總體趨勢(shì)是在減弱的，但沒(méi)有明顯的規(guī)律。(4)將入滲作用下冰磧物坡體的水文響應(yīng)過(guò)程應(yīng)用到坡體的穩(wěn)定性分析，結(jié)果表明，隨著入滲的發(fā)生，穩(wěn)定性系數(shù)不斷降低，最終在局部暫態(tài)飽和區(qū)穩(wěn)定性系數(shù)僅為O916，坡體不穩(wěn)定。利用Fredlund提出的非飽和抗剪強(qiáng)度理論改進(jìn)Iverson理論框架，推導(dǎo)得到考慮基質(zhì)吸力的坡體失穩(wěn)理論模型Fs(Z，t)。關(guān)鍵詞：入滲；冰磧物；冰磧物滑坡；穩(wěn)定性分