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对于三峡库区来说,水是降雨和库水位变动后滑坡失稳的主要诱因。一方面,在降雨入渗及库水位变动的情况下,滑坡土体(包括滑带)在饱和与非饱和状态之间转化,具有非饱和特性;另一方面,滑坡土体在水作用下的变形大都经历了一个时间过程,又具有流变特性。鉴于此,导师王世梅教授于2008年申请了国家自然科学基金项目“滑坡土体非饱和流变特性研究”(项目编号:50879044),旨在借助专门试验仪器,针对滑坡滑带土体开展一系列不同加载路径下的非饱和蠕变试验和非饱和松弛试验,通过试验成果揭示滑坡滑带土体的非饱和蠕变特性和松弛特性,在此基础上构建能够反映基质吸力影响的非饱和蠕变模型和非饱和松弛模型。课题组以千将坪滑坡滑带土为研究对象,在2年多时间里已经完成了大部分非饱和蠕变试验并初步建立了非饱和经验本构模型,本论文在前人研究基础上,开展两方面研究工作,一是补充完成部分非饱和蠕变试验,在整理分析所有试验成果基础上提出新的非饱和蠕变模型;二是开展非饱和松弛试验,构建非饱和松弛模型。具体研究内容及成果如下: 1)借助非饱和土三轴蠕变仪,采用陈氏加载法,在已有的净围压为100kPa、200kPa、300kPa蠕变试验数据的基础上,继续开展了净围压为50kPa和150kPa、不同基质吸力、不同偏应力水平下千将坪滑带非饱和土三轴固结排水蠕变试验,获得土样在各净围压、不同基质吸力、不同偏应力水平下的分级加载蠕变曲线。 2)在分析蠕变试验数据的基础上,建立了一种新的蠕变经验模型,即应力-应变采用指数关系,应变-时间采用双曲线关系。借鉴赖小玲研究成果,通过定义一种包含吸力的应力水平,将该关系代入到上述经验模型中,从而建立包含吸力的非饱和土蠕变经验模型。分析模型参数 T与应力水平之间的关系,建立参数 T与应力水平的函数关系,将该关系代入到已建立的非饱和土蠕变经验模型中,对模型进行修正。 3)借助 GDS非饱和土三轴仪,开展了净围压为100kPa、不同基质吸力下千将坪滑带非饱和土松弛试验,获得土样在不同基质吸力下的松弛曲线。 4)通过土样在不同基质吸力下的松弛曲线,建立滑带土的松弛模型。 5)分析模型参数与吸力之间的关系,建立参数与吸力的函数关系,将该关系代入到已建立的松弛模型中,对模型进行修正。 论文的主要贡献及创新点: 1)继续开展了净围压为50kPa、150kPa的非饱和土蠕变试验,丰富了非饱和土蠕变试验数据,在此基础上,建立了一种新的蠕变经验模型。借鉴赖小玲研究成果,定义一种新的应力水平,从而得到了新的非饱和土蠕变模型,分析模型参数与应力水平间的关系,对非饱和土蠕变模型进行了修正,使该模型能更准确的分析和预测降雨或库水变动下滑坡土体的蠕变特性及长期稳定性。 2)开展了净围压为100kPa、不同吸力的非饱和土松弛试验,并得到了非饱和土松弛曲线,在此基础上建立了土体的松弛模型,通过定量化模型参数与吸力间的关系,对建立的松弛模型进行了修正。目前,国内外关于可控吸力的非饱和土松弛试验很少,该项研究可以为探讨不同基质吸力对非饱和土松弛特性的影响提供一些数据和参考,也可为后续更多不同净围压、不同基质吸力、不同加载应变水平的非饱和土松弛试验的开展提供一些试验和理论基础。