崩岗红土层岩土力学特征研究

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崩岗红土层是崩岗抗侵蚀能力最强的土层,对整个崩岗具有保护作用,对其岩土力学性质的了解有助于研究崩岗发生机理。本研究在福建省安溪县选取了 3个典型崩岗红土层为研究对象,通过野外基本调查预先了解这3个崩岗红土层的基本性质,而后开展室内试验对崩岗红土层土壤的液塑限性质及其与机质含量和颗粒组成的关系进行分析,同时还研究不同含水率条件下的崩岗红土层原状土壤和重塑土壤的抗剪强度及其之间的差异,以及崩岗红土层土壤的胀缩性。结果表明:(1)崩岗红土层土壤属于高液限粘性土,其液塑限值与有机质含量、颗粒组成中的极细砂粒含量和粘粒含量关系密切,分别为与有机质含量和粘粒含量呈正比,与极细砂粒含量呈反比,其三者与土壤塑限和液限关系的拟合方程R2分别为0.803和0.834,RMSE值分别为0.86和2.27,说明拟合的方程可以较好的预测这三个因素与土壤液塑限值的关系。(2)随着土体含水率的增加,土壤抗剪强度、粘聚力和内摩擦角均下降,但是土壤抗剪的两个指标粘聚力和内摩擦角与土壤有机质含量以及分形维数关系不明显;用直剪仪测定的红土层原状土的土壤抗剪强度指标与用三轴剪切仪测定的红土层重塑土壤的土壤抗剪强度指标比较,前者较后者测定的粘聚力小,内摩擦角大。(3)不管是崩岗红土层土壤的膨胀过程还是收缩过程均分为三个阶段;红土层土壤的膨胀性随土体初始含水率的增加而下降,随初始干密度的增加而升高,收缩性随初始含水率的增加而增加,而土壤的膨胀过程和收缩过程并非为一对可逆过程。
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