论文部分内容阅读
[摘 要]通过对理县某冰碛物堆积体边坡进行工程地质调查及现场取样，以常规三轴试验为基础，得出冰碛物力学强度参数。应用不同工况的试验结果对边坡进行稳定性计算，得出边坡稳定性状况，为边坡稳定性计算提供依据。
[关键词]冰碛物；三轴试验；稳定性计算
中图分类号：TG391 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0101-01
1 前言
冰碛土是由冰川搬运及冰川融化时代沉积而形成的松散堆积物，冰碛土的成分混杂，常呈无胶结或者泥质半胶结状态，水稳定性较差[1]。国内外文献关于冰碛物物理力学性质的研究较少涉及。通过物理模拟试验对其力学参数进行讨论研究是冰碛物边坡稳定性研究的重要依据[2]。
2 工程地质概况
研究区前缘有一条国道，地理位置重要。该区以冰碛土堆积物为主，局部覆盖崩坡积物，下部主要为中厚层千枚岩组成[3]。区内未见断层等其它不良地质构造发育。地下水类型主要为第四系松散层孔隙水。根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306～2001），滑坡区地震动峰值加速度为0.20g[4]，地震动反应谱特征周期为0.45s，地震基本烈度为VIII，水平地震影响系数0.08g。
冰碛土无分选、无层理，具有独特的搬运、侵蚀沉积特征，水稳定差。冰碛土中的粉细砂、含砾细砂层属于第四纪更新世以后的堆积层[5]。
3 冰碛土物理力学性能测试及结果分析
3.1 三轴试验
本次试验共研究了该边坡3处冰碛物在天然工况和暴雨工况下的力学参数。
3.1.1 试样制备
天然工况下，利用该研究区冰碛物的物理指标，根据当地天然状况下冰碛物容重计算出试样重量，分成5份进行击实试验。
根据以下公式制备暴雨工况下饱和度约为63%的试样：
式中W-样品重量，-干密度，-天然含水率，V-试样体积，-相对密度（取2.71），-水的密度，-孔隙比。
3.1.2 试验过程及结果
依据试验规程及经验，每组制成4个试样，分别施加围压100kPa、200kPa、300kPa、400kPa，以0.3mm/min施加轴向荷载，最大轴向荷载为7kN，试样变形至20%时终止。GDS非饱和三轴试验仪自动采集数据，通过试验所得应力应变值，绘制应力应变曲线，找出曲率最大点作为屈服应力。绘制摩尔-库伦强度曲线，得出该组抗剪指标。天然工况下的趋势线公式为，暴雨工况下趋势线公式为。得天然状态下抗剪强度为：；暴雨状态下抗剪强度为。
3.2 试验成果分析
通过常规三轴试验成果可初步了解当地冰碛物抗剪强度值较低。暴雨状态下冰碛物抗剪指标比天然状态下要低。
4 稳定性研究
4.1 试验模拟
根据室内三轴试验结果，选取该研究区野外实测剖面，应用GEOSLOPE中的SLOPE/W模块，选用Janbu法对其在天然、暴雨及地震三种不同组合工况下进行边坡稳定性计算，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）知，场区地震基本烈度为VIII，地震动峰值加速度为0.20g，取暴雨+地震工况地震动峰值加速度为0.25g，地震动反应谱特征周期为0.45s，，水平地震影响系数0.08g。得稳定性计算结果：天然工况下，最小安全系数为1.2；暴雨工况下，最小安全系数为1.1；地震工况下，最小安全系数为1.046；地震+暴雨工况下，最小安全系数为0.864。
4.2 结果分析
通过模拟，对比不同工况安全系数可知，该研究区边坡在基本组合下整体稳定，在地震工况下，整体稳定性有所降低，有可能产生局部变形，整体依然稳定；在暴雨+地震工况下，会出现局部滑动。
5 结语
本文以理县某冰碛物堆积体边坡为例，通过冰碛物三轴室内试验，得出其部分物理力学参数，在此基础上进行稳定性模拟分析，得出以下结论：
1.通过三轴试验得出某冰碛物边坡的抗剪强度指标。
2.通过GEOSLOPE中的SLOPE/W模块，对边坡进行了稳定性计算，可知天然工况下该边坡处于稳定状态，暴雨工况下该边坡稳定性降低，但仍处于稳定状态，地震工况下接近临界状态，地震和暴雨工况下，稳定性小于1，有可能失稳。所以，降雨因素对该边坡稳定性影响不及地震因素，在进行边坡工程设计时应尽量降低地震对边坡稳定性的影响。
参考文献
[1] 冯俊德；李建国；汪稔；等.云南某铁路冰碛土大型直剪强度特性试验研究，[J]；岩土力学；2008年12期.
[2] 范余敏；黄润秋；裴向军.雅泸高速冰碛物室内试验及典型边坡稳定性研究，[C]；第三届全国岩土与工程学术大会论文集；2009年.
[3] 王萍；邱维理；张斌.川西杂谷脑”冰碛物”中软沉积物变形构造的成因，[J]；第四纪研究；2009年3期.
[4] 中华人民共和国国家标准编写组.GB18306-2001中国地震动参数区划图[S]；北京：中国标准出版社；2001.
[5] 谢春庆；王伟；杨小东.川西高原冰碛层土石比确定方法研究，[J]；路基工程；2013年4期.
题注：四川省教育厅重点项目（12ZA010）
[关键词]冰碛物；三轴试验；稳定性计算
中图分类号：TG391 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0101-01
1 前言
冰碛土是由冰川搬运及冰川融化时代沉积而形成的松散堆积物，冰碛土的成分混杂，常呈无胶结或者泥质半胶结状态，水稳定性较差[1]。国内外文献关于冰碛物物理力学性质的研究较少涉及。通过物理模拟试验对其力学参数进行讨论研究是冰碛物边坡稳定性研究的重要依据[2]。
2 工程地质概况
研究区前缘有一条国道，地理位置重要。该区以冰碛土堆积物为主，局部覆盖崩坡积物，下部主要为中厚层千枚岩组成[3]。区内未见断层等其它不良地质构造发育。地下水类型主要为第四系松散层孔隙水。根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306～2001），滑坡区地震动峰值加速度为0.20g[4]，地震动反应谱特征周期为0.45s，地震基本烈度为VIII，水平地震影响系数0.08g。
冰碛土无分选、无层理，具有独特的搬运、侵蚀沉积特征，水稳定差。冰碛土中的粉细砂、含砾细砂层属于第四纪更新世以后的堆积层[5]。
3 冰碛土物理力学性能测试及结果分析
3.1 三轴试验
本次试验共研究了该边坡3处冰碛物在天然工况和暴雨工况下的力学参数。
3.1.1 试样制备
天然工况下，利用该研究区冰碛物的物理指标，根据当地天然状况下冰碛物容重计算出试样重量，分成5份进行击实试验。
根据以下公式制备暴雨工况下饱和度约为63%的试样：
式中W-样品重量，-干密度，-天然含水率，V-试样体积，-相对密度（取2.71），-水的密度，-孔隙比。
3.1.2 试验过程及结果
依据试验规程及经验，每组制成4个试样，分别施加围压100kPa、200kPa、300kPa、400kPa，以0.3mm/min施加轴向荷载，最大轴向荷载为7kN，试样变形至20%时终止。GDS非饱和三轴试验仪自动采集数据，通过试验所得应力应变值，绘制应力应变曲线，找出曲率最大点作为屈服应力。绘制摩尔-库伦强度曲线，得出该组抗剪指标。天然工况下的趋势线公式为，暴雨工况下趋势线公式为。得天然状态下抗剪强度为：；暴雨状态下抗剪强度为。
3.2 试验成果分析
通过常规三轴试验成果可初步了解当地冰碛物抗剪强度值较低。暴雨状态下冰碛物抗剪指标比天然状态下要低。
4 稳定性研究
4.1 试验模拟
根据室内三轴试验结果，选取该研究区野外实测剖面，应用GEOSLOPE中的SLOPE/W模块，选用Janbu法对其在天然、暴雨及地震三种不同组合工况下进行边坡稳定性计算，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）知，场区地震基本烈度为VIII，地震动峰值加速度为0.20g，取暴雨+地震工况地震动峰值加速度为0.25g，地震动反应谱特征周期为0.45s，，水平地震影响系数0.08g。得稳定性计算结果：天然工况下，最小安全系数为1.2；暴雨工况下，最小安全系数为1.1；地震工况下，最小安全系数为1.046；地震+暴雨工况下，最小安全系数为0.864。
4.2 结果分析
通过模拟，对比不同工况安全系数可知，该研究区边坡在基本组合下整体稳定，在地震工况下，整体稳定性有所降低，有可能产生局部变形，整体依然稳定；在暴雨+地震工况下，会出现局部滑动。
5 结语
本文以理县某冰碛物堆积体边坡为例，通过冰碛物三轴室内试验，得出其部分物理力学参数，在此基础上进行稳定性模拟分析，得出以下结论：
1.通过三轴试验得出某冰碛物边坡的抗剪强度指标。
2.通过GEOSLOPE中的SLOPE/W模块，对边坡进行了稳定性计算，可知天然工况下该边坡处于稳定状态，暴雨工况下该边坡稳定性降低，但仍处于稳定状态，地震工况下接近临界状态，地震和暴雨工况下，稳定性小于1，有可能失稳。所以，降雨因素对该边坡稳定性影响不及地震因素，在进行边坡工程设计时应尽量降低地震对边坡稳定性的影响。
参考文献
[1] 冯俊德；李建国；汪稔；等.云南某铁路冰碛土大型直剪强度特性试验研究，[J]；岩土力学；2008年12期.
[2] 范余敏；黄润秋；裴向军.雅泸高速冰碛物室内试验及典型边坡稳定性研究，[C]；第三届全国岩土与工程学术大会论文集；2009年.
[3] 王萍；邱维理；张斌.川西杂谷脑”冰碛物”中软沉积物变形构造的成因，[J]；第四纪研究；2009年3期.
[4] 中华人民共和国国家标准编写组.GB18306-2001中国地震动参数区划图[S]；北京：中国标准出版社；2001.
[5] 谢春庆；王伟；杨小东.川西高原冰碛层土石比确定方法研究，[J]；路基工程；2013年4期.
题注：四川省教育厅重点项目（12ZA010）