基于有效垂直应力水平的滑带土强度参数适用性研究

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滑带土抗剪强度参数的正确选取是滑坡稳定性评价和抗滑工程设计中的关键问题,因为它直接影响到防治工程规模、工程的安全性和防治工程方案的合理确定。当前在滑坡稳定性分析与评价中,滑带土的强度参数多以残余强度为基础,但目前研究表明,滑带土的残余强度存在恢复再生现象。对大型滑坡,古滑坡和复活型滑坡进行稳定性评价或滑坡滑动面强度参数研究时,目前的研究都忽视上覆滑体自重引起的压应力的作用。因此,本文在已有研究成果的基础上,从滑带土所处的环境条件出发,抓住滑坡的大位移滑动和周期性滑动的特点,以四川薛城镇发生的复活型滑坡(第三次滑坡)为例,采用环剪仪做环剪试验。由于再生强度是达到残余强度状态的滑动面再受到固结后产生的,对再生强度的研究不能脱离残余强度,所以为了再现和揭示复活型滑坡滑带土的强度特性,本文实验设计先将重塑土分别在30、150、200及300kPa的法向应力下固结,之后经过大位移环剪使其达到残余强度状态,在相同的法向压力下再进行固结,然后再进行环剪以使再生强度得以启动,即:使用重塑土固结—大位移环剪—再固结—再环剪的试验过程,模拟复活型滑坡的受力与实际移动形态。环剪试验后取剪切面的土样,在实验室进行粒度分析和液、塑限联合测定试验,并对滑带土进行矿物含量定量分析的X射线粉晶衍射分析试验。试验后对试样物理矿物学特性和剪切试验结果进行分析,得出以粉粒和砂粒为主的薛城镇复活性滑坡滑带土的抗剪强度在不同的有效垂直应力下表现出不同的衰减和恢复程度。在较低的有效垂直应力σn’≦150kN/m2下强度衰减与恢复都较为明显;而在较高的有效垂直应力σn’≧150kN/m2下,强度衰减较为明显,但强度恢复率却非常低,小于3%,可忽略不计。考虑滑坡体所受有效垂直应力对滑动面强度的影响,提出基于不同有效垂直应力(滑动体覆盖厚度)采用相应的残余强度和再生强度参数的取值方法,分段确定残余强度和再生强度参数,并合理地选取应用到滑坡稳定性分析与评价中,得到了符合滑坡稳定性现状的合理结果。说明在复活型滑坡稳定性分析与评价中,考虑有效垂直应力取强度参数的方法是科学有效的,对复活型滑坡滑面强度参数的合理取值具有极为重要的参考价值。
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