三峡库区高边坡紫色土抗剪强度的水敏性特征
Water Sensitivity Characteristics of Shear Strength of Purple Soil in High Slope of Three Gorges Reservoir Area
- 防灾减灾工程学报 2020年40卷第6期 页码：974-983
- 作者机构：
1.重庆三峡学院土木工程学院，重庆 404100
2.新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆 乌鲁木齐 830052
- 作者简介：
黄海均（1994-），男，硕士。主要从事水岩耦合机理研究。Email: huanghj94@ 163.com
毛海涛（1980-），男，教授，硕导，博士。主要从事水利工程渗流机理研究。Email: maohaitao1234@ 163.com
- 基金信息：国家自然科学基金项目(41602367);重庆市科委基础与前沿研究计划项目(cstc2018jcyjAX0673);重庆市教委科学技术研究项目(KJ1601017)
DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.2020.06.017
中图分类号： TU452收稿：2018-10-11，
修回：2018-11-20，
纸质出版：2020-12-15
- 稿件说明：
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黄海均,毛海涛,严新军等.三峡库区高边坡紫色土抗剪强度的水敏性特征[J].防灾减灾工程学报,2020,40(06):974-983.
HUANG Haijun,MAO Haitao,YAN Xinjun,et al.Water Sensitivity Characteristics of Shear Strength of Purple Soil in High Slope of Three Gorges Reservoir Area[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2020,40(06):974-983.
黄海均,毛海涛,严新军等.三峡库区高边坡紫色土抗剪强度的水敏性特征[J].防灾减灾工程学报,2020,40(06):974-983. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.06.017.
HUANG Haijun,MAO Haitao,YAN Xinjun,et al.Water Sensitivity Characteristics of Shear Strength of Purple Soil in High Slope of Three Gorges Reservoir Area[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2020,40(06):974-983. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.06.017.
摘要
为了研究高边坡紫色土的抗剪强度及变形随含水率的变化规律，在不同围压下对不同含水率的非饱和重塑紫色土进行了固结不排水三轴试验。结果表明：在不同的含水率及围压条件下，土体应力-应变关系曲线均呈现出“持续硬化”甚至“加速硬化”现象。其应力-应变关系曲线经历了3个阶段：轴向应变0%~2.3%为弹性阶段，2.3%~4%为应变硬化阶段，4%后逐渐变为屈服阶段。在同一围压下，土体主应力差峰值随含水率的增加而降低，其峰值下降幅度最大可达67.37%。不同含水率下的最大主应力差与围压均表现出较好的线性关系。在给定含水率下，主应力差峰值随围压的增加而明显增大，其峰值增大幅度最大可达150.98%，但随着含水率的升高，这种增大趋势逐渐减小，且围压对紫色土抗剪强度影响约为含水率对其影响的66.63%。随着含水率的增加，土壤的内聚力先增加后减小，峰值处的含水率为12%；而土壤的内摩擦角随含水率的增加呈现一阶线性减小，且下降程度最大可达56.88%。土体任意平面（破坏面）上σ-τ曲线的斜率随着含水率的增加而逐渐减小，而破坏包面逐渐变缓。分析并讨论了含水率对紫色土内部结构、颗粒间作用力及特性的影响，以期为三峡库区高边坡紫色土的综合治理提供理论支持和技术支撑。
Abstract
Purple soil is widely distributed in the Three Gorges Reservoir area， and the purple soil on the high slope is easy to be eroded and likely to slide. In order to study the variation of shear strength and deformation of purple soil with water content on high slopes， consolidated undrained triaxial tests were carried out on unsaturated remolded purple soil specimens with different water contents under different confining pressures. The results showed that under different water content and confining pressure conditions， the stress-strain curves of soils exhibit the phenomenon of “continuous hardening” or even “accelerated hardening”. The stress-strain relationship curve undergoes three stages： elastic stage with an axial strain interval of 0%~2.3%， strain hardening stage with an axial strain interval of 2.3%~4% ， and yield stage with axial strain larger than 4%. Under the same confining pressure， the peak value of soil principal stress decreases with the increase of water content， and the peak value decreases by up to 67.37%； the maximum principal stress difference and confining pressure show a good linear relationship under different water contents. At a given water content， the peak value of principal stress difference increases obviously with the increase of confining pressure， and the maximum increment is about150.98%. However， with the increase of water content， the increasing trend decreases gradually， and the effect of confining pressure on the shear strength of purple soil is about 66.63% of that of water content. With the increase of water content， the cohesion of soil increases first and then decreases， and the water content at the peak is 12%. The internal friction angle of soil shows a first-order linear decrease relationship with the increase of water content， and the degree of decline can reach up to 56.88%. The slope of the σ-τ curve on the arbitrary plane of the soil gradually decreases with the increase of water content， and the damage envelope plane appears to gradually slow down. The influence of water content on the internal structure， intergranular force and characteristics of purple soil is analyzed and discussed in order to provide theoretical and technical support for comprehensive treatment of purple soil on the high slope of Three Gorges Reservoir.
关键词
Keywords
references
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