厦门地区花岗岩残积土降雨滑坡模拟试验及土体破坏细观演变规律研究

摘要

我国东南沿海经济开放区主要分布在花岗岩风化壳上，该区域残积土厚度较大，其中在闽粤沿海地区一般为20-35m。福建省地处东南沿海，位于亚热带东南季风气候区，中低山和丘陵占全省面积的80％，气候湿热，台风暴雨频繁，降雨集中，岩土渗流强度大，丘陵山地风化与侵蚀作用强烈，导致花岗岩残积土广泛覆盖，其中50％分布在闽东南丘陵、沿海平原等地，其中厦门地区最厚达50-70m。因此，花岗岩残积土在东南部省份普遍存在，工程中所遇的山地、丘陵、剥蚀准平原上都分布着残积土，是大部分工程建设的地基基础和地质环境重要介质。福建省正在实施海峡西岸经济区发展战略，填海造地、高速公路和铁路、海港码头、福州地铁、厦门地铁等岩土工程空前繁荣。因此，东南沿海地区残积土安全稳定性、工程力学特性和降雨引发滑坡等地质灾害规律等研究是福建省实现新一轮跨越式发展中面临的重要而紧迫的研究课题，对预防控制重大岩土工程事故和滑坡等严重地质灾害具有重大的理论和现实意义。
　　论文以福建省自然科学基金项目“强降雨条件下松散岩土体发生滑坡、泥石流地质灾害的相态演变机理研究”为依托，以厦门地区分布广泛的花岗岩残积土为代表性土样，通过室内试验，降雨滑坡模拟试验、岩土细观检测分析、岩土细观成像分析与数字处理等研究技术手段，主要开展以下研究工作:
　　1.通过查阅国内外文献，总结分析了岩土含水率对岩土体力学性质的关系及其作用机理，为制定该试验研究方案提供基本依据和参考。
　　2.采集厦门地区花岗岩残积土为代表性土样，配制成5种不同含水率的试样，通过直剪试验，测试试样含水率与内部粘聚力、内摩擦角的相互关系，从而揭示含水率对残积土力学性能的影响规律。
　　3.以土体边坡坡度、降雨强度为控制变量，设计了16种降雨滑坡模拟试验方案。在不同降雨强度条件下对不同角度的土体边坡模型进行了降雨滑坡模拟试验，并对试验结果进行统计对比分析，从宏观角度对土体失稳破坏的规律进行探讨，并在此基础上，总结目前土体失稳破坏的原型试验及调查结果，验证模型试验结果的合理性;
　　4、采用岩土细观变化图像采集和分析系统，采集大量细观变化图像和照片，通过图像处理技术，结合计算机语言编写图像处理程序，进行计算和处理，获得土体颗粒团的细观运动数据信息和运动轨迹，经过统计对比分析，从细观角度揭示降雨滑坡土体失稳破坏的细观演变规律，揭示土体失稳宏观破坏形式与细观运动演变的之间的关系。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外发展现状

1．2．1 降雨和滑坡、泥石流关系的研究

1．2．2 降雨和滑坡、泥石流机理的研究

1．2．3 滑坡转化泥石流的研究

1．2．4 降雨和崩塌相关性研究

1．3 论文主要研究内容

1．4 研究方法和技术路线

第二章 含水率与土样力学特性的试验研究

2．1 引言

2．1．1．容重与含水率的关系的理论研究

2．1．2．孔隙度与含水率的关系的理论

2．1．3．孔隙水压力、有效应力与含水率的关系的理论

2．1．4．强度指标c，φ与含水率的关系的理论

2．2 试验内容

2．2．1．试验方案及试样制备

2．2．2．试验过程

2．3 试验结果分析

2．3．1．含水率与内部凝聚力c的关系

2．3．2．含水率与内摩擦角φ的关系

2．4 小结

第三章 降雨滑坡模拟试验与土体失稳破坏规律研究

3．1 引言

3．2 试验内容

3．2．1．试验项目及准备工作

3．2．2．试验方案

3．2．3．试验过程

3．3 试验结果分析

3．3．1．试验结果汇总

3．3．2．试验结果分析

3．4 小结

第四章 土体细观试验研究

4．1 基于图像处理分析的土体细观研究方法

4．1．1．图像处理方法的确定

4．1．2．图像分析内容的确定

4．1．3．本章研究思路

4．2 试验结果分析

4．2．1．试验结果汇总

4．2．2．试验结果分析

4．3 小结

第五章 结论与建议

5．1．主要结论

5．2．存在的问题和展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢