三峡库区滑坡堆积体非饱和土-水特征测试及渗流分析

摘要

滑坡堆积体在自然界广泛分布，在三峡库区尤为常见。堆积体物质岩性主要由残坡积、冲洪积、崩滑坡积等形成的砂砾石、碎石、块石的土石混合物组成。据统计，三峡库区涉水滑坡滑体多为不同类型的土石混合物所组成。土石混合物兼有碎石与土两者的相关力学特性，因此其同样具有非饱和土的特性，可以称作特殊的非饱和土。堆积体在降雨与库水位升降的过程中，坡体内物质会经历由干到湿，再由湿到干这样一个从非饱和到饱和，再由饱和到非饱和的过程。堆积体的渗流、稳定性与坡体的非饱和特性密切相关。因此，非饱和土石混合物的非饱和土-水特征研究及渗流分析对地质灾害防治与土木工程建设具有重要价值。主要工作及研究成果如下:
　　1、首先对三峡库区堆积层滑坡滑体物质进行了详细统计分析，该区域内滑体为土石混合物的滑坡总计占比98％，而碎石含量在20％以上的滑坡占比87％，滑体主要由碎石土、块石土或粉质粘土夹（含）碎石、夹（含）块石组成。
　　2、在对典型滑坡土-水特征试验基础上对室内试样进行分类，通过室内压力板仪试验取得了多条土-水特征曲线，重点分析了碎石粒径大小、碎石含量、颗粒级配、干密度以及土的塑性指数对土石混合物的土-水特征曲线的影响，得出碎石颗粒较小、碎石含量较大的土石混合物对土-水特征曲线的影响与干密度较小、土的塑性指数较小的土石混合物对土-水特征曲线有同一影响趋势。
　　3、基于Fredlund&Xing(FX3)模型，该模型中三个特征参数值随物质本身结构变化具有一定规律性;采用SPSS软件回归分析得出简便的计算三特征参数的方程;提出利用室内基本物理实验得到滑坡堆积体土-水特征曲线的方法，该方法具有一定实用性。
　　4、通过典型滑坡现场基质吸力试验，得出现场土的土-水特征曲线，与采用公式计算所得曲线以及取样室内试验曲线进行对比分析，得出采用公式计算的土水特征曲线能够较好反应实际情况，同时也阐明了不同之处的原因。
　　5、最后将公式预测所得土-水特征曲线应用于典型滑坡，通过数值模拟分析了其渗流场的变化特征。两个典型滑坡的地下水位线都存在不同程度的滞后现象。影响坡体地下水位线凹凸变化程度的主要因数为滑体物质的饱和渗透系数、非饱和渗透系数函数、坡面坡度以及渗流路径长度。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 非饱和土土-水特征研究现状

1．2．2 非饱和土渗流研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．3．3 技术路线

第2章 三峡库区地质环境条件

2．1 交通地理

2．2 地形地貌

2．3 地层岩性

2．4 地质构造

2．5 气象水文

第3章 三峡库区典型滑坡土-水槲试及分析

3．1 滑坡堆积体物质结构

3．2 典型滑坡地质特征

3．2．1 树坪滑坡地质特征

3．2．2 白水河滑坡地质特征

3．3 典型滑坡土-水特征现场试验

3．3．1 试验方法

3．3．2 试验方案

3．3．3 试验结果

3．4 典型滑坡土-水特征室内试验

3．4．1 试验方法

3．4．2 试验方案

3．5 试验对比分析

本章小结

第4章 滑坡堆积体土-水特征室内测试分析及对比

4．1 室内试样分类及制作

4．2 试样物理基本特性

4．2．2 试样物理性质特性

4．2．3 试样细观结构特性

4．2．4 试样饱和渗透特性

4．3 滑坡堆积体土-水特征室内测试分析

4．3．1 试验曲线分析

4．3．2 滑坡堆积体土-水特征分析

4．4 土-水特征曲线的计算实例分析

4．4．1 树坪滑坡土-水特征

4．4．2 白水河滑坡土-水特征

4．5 土-水特征曲线对比分析

本章小结

第5章 三峡库区典型滑坡饱和-非饱和渗流分析

5．1 计算模型、参数及工况

5．1．1 渗流分析原理

5．1．2 计算模型

5．1．3 参数选取

5．1．4 计算工况

5．2 渗流分析

5．2．1 渗流分析

5．2．2 孔隙水压力分析

本章小结

结论

存在的问题及展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果