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5-12汶川地震诱发了大量的崩塌、滑坡等次生山地灾害,如深溪沟泥石流源区小型浅层崩滑体,为震后灾区泥石流的暴发提供了丰富的松散固体物源。这些松散物源在重力和降雨渗透作用下,随着时间的发展会逐渐固结,如果起动这些物质形成泥石流需要更强的暴雨来激发。对于地处龙门山区的泥石流沟,在地震诱发崩塌滑坡产生巨量松散固体物质的情况下,研究松散堆积体渗流固结性质对该地区泥石流以后的发展趋势及泥石流形成规模有重要的研究意义。
通过对深溪沟泥石流源区不同采样点的土体的颗粒粒度分析发现,对于粗颗粒(>0.075mm)部分,各个土样的粒组分布都不相同,但各粒组之间所占的比例差别不大,然而细颗粒(<0.075mm)部分在不同采样点的粗砾土中所占比例却相差甚远,从4.92%变化到43.76%,且粘粒含量都比较低,因此研究细颗粒对低粘粒含量粗砾土渗透系数、固结系数及固结变形量等力学参数的影响很有必要。
通过自行设计的渗透试验装置、GDS三轴仪及离心机进行了渗透试验和压缩固结试验和离心固结试验,发现细颗粒含量对低粘粒含量粗砾土的渗透系数和固结系数、压缩指数都有重要影响。细颗粒含量对固结前后土体的渗透系数的影响呈单调性,渗透系数都随细颗粒含量的增加而降低。细颗粒含量对土体的压缩指数的影响根据不同的饱和度呈现不同的规律,当饱和度较低时,压缩指数随细颗粒含量的增加而降低,当饱和度较高时,压缩指数随细颗粒含量的增加先降低后增加。土体的固结系数随着细颗粒含量的增加而减少,而且减小的幅度越来越小,细颗粒含量在0~10%之间时,固结系数降低明显,说明细颗粒含量特别少的土体的固结速率受细颗粒含量变化的影响较大;当细颗粒含量大于10%时,土体固结速率受细颗粒含量影响逐渐减小,但减小的幅度较小。随着固结时间的延长,土体的沉降量增大,但是在离心机内,土体固结在最初的40min内便完成了总的沉降量的70%,这与自然状态下的泥石流源区土体固结变化规律有差别。
松散固体物源在重力和降雨渗透作用下固结作用逐渐加强,随着时间的发展,泥石流活动呈现输移控制型向松散固体物质控制型过渡。对于地处龙门山区的泥石流沟的发展规律,总体呈现活动强度下降,可供形成山地灾害的松散固体物源总量下降的趋势。