›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (11): 3173-3179.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

入渗诱发黄土滑坡的力学机制

周跃峰1, 2,谭国焕2,甄伟文2,许 领3   

  1. 1. 长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉 430010;2. 香港大学 土木工程系,香港; 3. 中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100029
  • 收稿日期:2013-04-19 出版日期:2013-11-09 发布日期:2013-11-11
  • 作者简介:周跃峰,男,1982年生,博士,工程师,主要从事滑坡灾害、非饱和土、黄土试验研究
  • 基金资助:

    香港研究资助局资助项目(No. HKU7140/08E)

Mechanism of infiltration-induced loess landslides

ZHOU Yue-feng1, 2,THAM L G2,YAN W M2,XU Ling3   

  1. 1. Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of Ministry of Water Resources, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China; 2.Department of Civil Engineering, The University of Hong Kong, Hong Kong, China; 3. Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
  • Received:2013-04-19 Online:2013-11-09 Published:2013-11-11

摘要: 在农田水利建设蓬勃发展的同时,灌溉入渗在黄土塬边诱发了严重的滑坡灾害。作为黄土滑坡的典型区域,甘肃黑方台地区近年来受到了密切关注。为了研究入渗条件下黄土边坡的变形破坏机制,在黑方台典型滑坡后壁削取原状土样,开展了3组不同应力路径的三轴试验以模拟边坡的失稳过程。通过开展偏压固结不排水(ACU)试验和饱和恒载(SDL)增孔压试验研究了饱和黄土启动和变形破坏过程;通过开展非饱和恒载(UDL)增湿试验,研究了非饱和黄土启动和变形破坏过程。在此基础上,从应力路径和黄土的微观结构角度阐述了入渗诱发黄土滑坡的力学机制。此外,利用试验结果分析了黄土的典型物理力学特性,结果表明:在埋深应力范围内,该黄土的饱和临界状态线可简化为单一的直线;该黄土的状态边界线可近似为其临界状态线;由UDL试验预测的土-水特征曲线受应力状态影响,较高的应力水平对应较低含水率。

关键词: 滑坡, 黄土, 非饱和土, 应力路径试验, 临界状态, 土-水特征曲线

Abstract: With the great development of agricultural hydraulic engineering in China, irrigation induces serious landslide disasters at the edge of loess plateaus. As a typical region of loess landslides induced by agricultural irrigation, the Heifangtai plateau in Gansu province has been paid closed attentions in recent years. To investigate the deforming and failure mechanism of loess slope due to infiltration, undisturbed specimens are obtained from the backwall of a typical landslide in Heifangtai and are used to conduct three series of stress-path triaxial tests to simulate the process of slope failures. Through conducting anisotropically consolidated undrained (ACU) tests and saturated dead-load (SDL) tests with increased pore-water pressure, the initiation and failure processes of saturated loess are investigated. Through conducting unsaturated dead-load wetting (UDL) tests, the initiation and failure processes of unsaturated loess are investigated. Based on above results, the mechanism of infiltration-induced loess landslide is elaborated from the aspects of stress paths and microscopic structure of loess. Besides, the typical physico-mechanical properties of loess are analyzed. The results show that the saturated loess has a unique critical state line which reflects the major stress level corresponding to the thickness of the loess; the state boundary line of the loess can be approximated by its critical state line; the soil-water characteristic curves (SWCCs) obtained from the UDL tests are affected by the stress state, showing lower water content at higher stress level.

Key words: landslide, loess, unsaturated soil, stress-path test, critical state, SWCC

中图分类号: 

  • TU 444
[1] 陈仁朋, 王朋飞, 刘鹏, 程威, 康馨, 杨微, . 路基煤矸石填料土-水特征曲线试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 372-378.
[2] 陈贺, 张玉芳, 张新民, 魏少伟, . 高压注浆钢花管微型桩抗滑特性 足尺模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 428-436.
[3] 程涛, 晏克勤, 胡仁杰, 郑俊杰, 张欢, 陈合龙, 江志杰, 刘强, . 非饱和土拟二维平面应变固结问题的解析计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 453-460.
[4] 方瑾瑾, 冯以鑫, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下非饱和黄土的有效应力屈服特性[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 492-500.
[5] 邓子千, 陈嘉帅, 王建伟, 刘小文, . 基于SFG模型的统一屈服面本构模型与试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 527-534.
[6] 李潇旋, 李涛, 彭丽云, . 控制吸力循环荷载下非饱和黏性土 的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 552-560.
[7] 程昊, 唐辉明, 吴琼, 雷国平. 一种考虑水力滞回效应的非饱和土弹塑性扩展 剑桥本构模型显式算法有限元实现[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 676-686.
[8] 夏 坤, 董林, 蒲小武, 李璐, . 黄土塬地震动响应特征分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 295-304.
[9] 何鹏飞, 马巍, 穆彦虎, 黄永庭, 董建华, . 黄土−砂浆块界面剪切特性试验及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 82-90.
[10] 于一帆, 王平, 王会娟, 许书雅, 郭海涛, . 堆积层滑坡地震动力响应的物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 172-180.
[11] 刘华, 张硕成, 牛富俊, 邵珠山, 牛泽林, 鲁洁, . 酸碱污染Q3黄土的一维压缩特征试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 210-216.
[12] 闫国强, 殷跃平, 黄波林, 张枝华, 代贞伟, . 三峡库区巫山金鸡岭滑坡成因机制与变形特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 329-340.
[13] 刘丽, 吴羊, 陈立宏, 刘建坤, . 基于数值模拟的湿润锋前进法测量精度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 341-349.
[14] 陈宇龙, 内村太郎, . 基于弹性波波速的降雨型滑坡预警系统[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3373-3386.
[15] 黄晓虎, 雷德鑫, 夏俊宝, 易武, 张鹏, . 降雨诱发滑坡阶跃型变形的预测分析及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3585-3592.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 楚锡华,徐远杰. 基于形状改变比能对M-C准则与 D-P系列准则匹配关系的研究[J]. , 2009, 30(10): 2985 -2990 .
[2] 刘豆豆,陈卫忠,杨建平,谭贤君,周喜德. 脆性岩石卸围压强度特性试验研究[J]. , 2009, 30(9): 2588 -2594 .
[3] 王桂尧,李 斌,罗 军,付宏渊. 粉土基质吸力的新型量测装置与土-水特征研究[J]. , 2010, 31(11): 3678 -3682 .
[4] 卢应发,陈朱蕾,谢文良,吕志中. 垃圾卫生填埋中的一些岩土工程技术[J]. , 2009, 30(1): 91 -98 .
[5] 王志萍,胡敏云,夏玲涛. 垃圾填土压缩特性的室内试验研究[J]. , 2009, 30(6): 1681 -1686 .
[6] 贾 强,应惠清,张 鑫. 锚杆静压桩技术在既有建筑物增设地下空间中的应用[J]. , 2009, 30(7): 2053 -2057 .
[7] 路军富,王明年,贾媛媛,喻 渝,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道二次衬砌施作时机研究[J]. , 2011, 32(3): 843 -848 .
[8] 王成华,安建国. 含扩径桩的群桩基础竖向承载性状数值分析[J]. , 2011, 32(S2): 580 -585 .
[9] 方 焘 ,刘新荣 ,耿大新 ,罗 照 ,纪孝团 ,郑明新 . 大直径变径桩竖向承载特性模型试验研究(I)[J]. , 2012, 33(10): 2947 -2952 .
[10] 胡万雨 ,陈向浩 ,林 江 ,况磊强 . 瀑布沟水电站砾石土心墙初次蓄水期原位钻孔渗流试验研究[J]. , 2013, 34(5): 1259 -1263 .