花岗岩残积土物性电化学表征及斜坡稳定角研究

论文摘要

花岗岩残积土在湖南区域内广泛分布,其受矿物成分、风化程度、粒径组成等因素影响而具有特殊的物理力学性质。持续强降雨作用下,花岗岩残积土斜坡极易发生失稳破坏,且其失稳具有较强的隐蔽性及大变形的突发性。为评估与预测该类斜坡的稳定性,丰富临界判识条件,论文从斜坡形态的稳定特征开展研究。基于花岗岩残积土的交流阻抗测试,分析花岗岩残积土物理力学特性的电化学表征关系。在此基础上,试验测试花岗岩残积土休止角,探究休止角与含水率的关系。通过室内降雨坡体失稳模型试验,观测坡体失稳破坏的降雨时长、降雨作用下滑移失稳角及饱水稳定角。研究成果为花岗岩残积土斜坡稳定性评估及预测提供科学依据。研究的主要结论如下:1、开展了花岗岩残积土电化学阻抗谱特征值与含水率、密度及抗剪强度的关联性分析,提出了能反映其物理力学性质变化的等效电路。虚实阻抗增量及高频极值均随含水率和密度增大呈现显著减小并趋于收敛的特征;抗剪强度与虚实阻抗增量对密度、含水率改变的响应基本一致;特征电容随抗剪强度增大呈线性减小,特征阻抗随抗剪强度增大而增大;等效电路的虚实部阻抗系数随含水率和密度增大呈现减小。2、探讨了花岗岩残积土粒径大小、含水率与休止角之间的关系。粒径小于0.5mm之后其休止角急剧的增大,得到对花岗岩残积土休止角大小影响的临界粒径为0.5mm。小于0.5mm粒径含量越多,土体的休止角越大。花岗岩残积土在未达到饱和含水率之前,含水率增大有利于休止角增大。花岗岩残积土含水率由0%增大至20%,休止角由33°增长至44°。当含水率接近土体饱和含水率时,休止角会急剧的减小。3、通过降雨模型试验,提出了花岗岩残积土斜坡形态稳定判断值。花岗岩残积土初始含水率为10%,堆积密度为1.5g/cm~3,在降雨强度82mm/h暴雨持续降雨36分钟左右,大于43°的花岗岩残积土斜坡存在失稳可能。且土体含水率达到30%,斜坡将发生侵水滑移现象,斜坡侵水滑移后饱水稳定角为25°。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 花岗岩残积土物理力学特性的测试方法
•     1.2.2 花岗岩残积土斜坡稳定形态特征
•   1.3 研究内容
• 第2章 花岗岩残积土物理力学特性的电化学分析
•   2.1 概述
•   2.2 花岗岩残积土取样
•   2.3 花岗岩残积土电化学阻抗谱特征
•     2.3.1 试验仪器及原理
•     2.3.2 含水率因素下电化学阻抗谱特征
•     2.3.3 密度因素下电化学阻抗谱特征
•   2.4 阻抗谱特征值与物理力学指标表征关系分析
•     2.4.1 花岗岩残积土的抗剪强度
•     2.4.2 阻抗增量与物理力学指标表征关系分析
•     2.4.3 高频特征值与物理力学指标表征关系分析
•   2.5 花岗岩残积土等效电路
•     2.5.1 花岗岩残积土等效电路
•     2.5.2 等效电路参数与物理力学指标表征关系分析
•   2.6 本章小结
• 第3章 花岗岩残积土斜坡稳定角及判值研究
•   3.1 概述
•   3.2 花岗岩残积土矿物成分及粒径组成特征
•     3.2.1 花岗岩残积土矿物成分组成
•     3.2.2 花岗岩残积土粒径组成
•   3.3 斜坡稳定休止角研究
•     3.3.1 休止角模型试验装置的确定
•     3.3.2 模型试验堆积体体量的确定
•     3.3.3 花岗岩残积土粒径与休止角的关系
•     3.3.4 花岗岩残积土含水率与休止角的关系
•   3.4 降雨条件下斜坡形态稳定角试验研究
•     3.4.1 试验装置与试验方案
•     3.4.2 降雨量率定
•     3.4.3 堆积体尺寸确定
•     3.4.4 堆积成坡及稳定特征
•     3.4.5 模型试验测试
•     3.4.6 斜坡形态稳定判值分析
•   3.5 本章小结
• 第4章 詹桥斜坡失稳内因及稳定状态判识角分析
•   4.1 概述
•   4.2 自然地理及地质环境概况
•     4.2.1 自然地理条件
•     4.2.2 地质环境条件
•   4.3 临湘市詹桥镇跳石村季岩组滑坡基本特征
•     4.3.1 滑坡发生过程
•     4.3.2 滑坡体物质组成
•     4.3.3 滑坡的分区及特征
•   4.4 滑坡失稳因素与启动机制分析
•     4.4.1 失稳因素
•     4.4.2 启动机制分析
•   4.5 灾害现场稳定性评估
•   4.6 本章小结
• 第5章 结论及展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及在校期间的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 罗磊

导师: 董辉

关键词: 花岗岩残积土,电化学阻抗谱,斜坡稳定角,模型试验,稳定评估

来源: 湘潭大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 湘潭大学

分类号: TU43

DOI: 10.27426/d.cnki.gxtdu.2019.001435

总页数: 78

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