膨胀土边坡浅层坍滑破坏机理及稳定分析结题摘要

本项目主要以百色膨胀土为对象，设计并开展了经干湿循环作用含低围压条件的重塑土饱和三轴固结排水试验，分析了橡皮膜约束对围压的影响并做出校正，进行了校正前后的实测抗剪强度参数对比分析，探究了不同干湿循环次数及试验围压下的强度及应力应变关系；通过开展干湿循环及低应力等因素对膨胀土抗剪强度的影响，研究了干湿循环条件下膨胀土的抗剪强度衰减规律，开展了干湿循环作用下膨胀土边坡的浅层坍滑分析；采用有限元软件开展了系列瞬态渗流和极限平衡分析，研究了不同降雨强度与历时对膨胀土边坡渗流场的影响，研究了降雨强度及历时、不同坡比和坡高等因素对边坡稳定性的影响；以广西酸雨重灾区百色原状膨胀土为对象，模拟酸雨（pH=3、5、7）干湿循环（n=1、2、3、4）共同作用的环境，开展无、有荷膨胀率试验，并采用SEM扫描电镜、MIP压汞仪和XRD衍射仪分析了二者共同作用下试样微结构及矿物成分的演变规律。结果表明：橡皮膜约束对低围压的测试结果影响显著，须校正；做膨胀土边坡稳定性分析时，宜用经校正围压方法获得的应力圆拟合双线形强度线确定计算参数，以获得与实际坍滑破坏较吻合的计算结果。获得了浅表层边坡土体强度具有非线性性质，并认为该特性是因土固有的膨胀性本质所致；揭示了膨胀土吸湿膨胀与粘聚力的严重衰减是引起边坡浅层坍滑的重要原因，得到了不同降雨条件对边坡浅层坍滑的影响。弄清了酸雨作用下膨胀土微观结构和矿物成分变化特性，揭示了酸雨入渗对膨胀土的微观作用机理，并阐明了其对膨胀土强度特性影响的劣化机理。

经干湿循环作用的膨胀土边坡，降雨期或雨后发生浅层坍滑破坏是膨胀土地区公路建设中常见的一种频繁且严重的地质灾害，往往带来严重的工程、经济损失和生态环境破坏。如何合理解释该现象产生的原因、弄清边坡坍滑时土体强度显著衰变规律及机理并提出与破坏实际吻合的稳定性分析方法，仍是当今膨胀土工程问题研究的热点和亟待解决的难题。.为此，本项目拟以我国广西地区的残积型膨胀土为研究对象，根据边坡浅层坍滑时土体的实际环境和边界条件，改进现有室内三轴强度试验设备和方法，研究干湿循环显著影响区膨胀土应力应变、强度衰变及渗透特性，弄清干湿循环效应与低应力条件的作用和影响，并采用环境扫描电子显微镜分析微观作用机理；结合室内试验及现场监测结果，通过数值理论分析手段，考虑吸湿膨胀作用，采用非线性抗剪强度参数，开展膨胀土边坡浅层坍滑破坏分析，可望真正合理解释膨胀土边坡浅层坍滑原因，为开展有效的工程处治设计提供理论依据。

介绍了某路槽工程概况、滑坍状况及滑坍以后地质勘 察揭示的水文、地质情况和滑体形状。还就带撑地下连续墙支挡结构进行了整体稳定性理论分析，理论分析与工程实际相符。

路槽施工状况

多支撑地下连续墙路槽的开挖顺序是开挖 ※支撑 ※开挖 ※支撑的重复过程 ，土方开挖是从挖深较浅向较深方向进行。

路槽路槽滑坍的整体稳定性分析

地下连续墙支挡结构在路槽开挖中既要挡土又要挡水，它是由支挡墙体、支撑系统、止水结构以及墙前墙后土体组成的共同受力体系。它的受力变形状态与墙体刚度、支撑刚度、止水结构刚度、墙体插入土体深度以及基坑形状、基坑尺寸、土体力学性能、地下水状况、施工顺序和开挖方式等因素有关。因此，支挡结构的破坏形式可分为失稳破坏和强度不足破坏。其中失稳破坏包括整体失稳、基坑隆起、支撑失稳和管涌，强度不足破坏包括墙体折断和平面变形过大。以下仅讨论整体失稳问题。

所谓整体失稳就是整个支挡结构及坑外土体向坑内整体滑动。悬臂式支挡结构整体失稳破坏，即被动区土体难以抵挡主动区土压力的作用，产生向坑内方向整体滑动。对于多支撑支挡结构，由于其本身为静定或超静定结构，只要支撑可靠，即使支挡结构无插入深度也不会产生整体失稳破坏。

路槽滑坍的主要原因

软土地基中地下连续墙支挡结构滑坍的工程实例，地下连续墙插入深度不足，临时钢支撑不可靠是引起滑坍的主要原因，支挡结构设计首先是应做好详细的地质勘察和环境调查。由于地质勘察不详，土体力学参数不准或无代表性 ，场地内有暗浜、故河道和地下故水沟等原因，经常引起支挡结构不同程度的失效。其次在施工过程中应抓住关键性的施工细节，如适时设置可靠的支撑。

在进行稳定分析时，若有不利于水工建筑物抗滑稳定的缓倾角软弱夹层或断裂面存在时，尚应核算可能沿组合滑裂面滑动的抗滑稳定性。

本书在滑坡及斜坡崩坍专论中为比较系统、全面、实用的一本书。在调查手段和方法方面有一定的特点。

全书共分两编。第一编叙述了滑坡分类、滑坡成因、滑坡机理及预测、滑坡调查方法及滑坡的防治措施等，并详细介绍了16个滑坡的调查与防治实例。第二编叙述了斜坡崩坍的分类、成因、预测方法、调查手段和方法以及斜坡防护措施等，并介绍了防治斜坡崩坍的实例。另外，附录中还叙述了与滑坡、崩坍有关的专题事项，如调查、试验、施工方面的标准和注意事项等。

本书可供工程地质、铁路、公路、建筑、矿山、水利等工程方面的技术人员参考。