干湿交替下花岗岩崩岗土体损伤劣化效应研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:pankun001
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崩岗是南方广泛分布的一种土壤侵蚀类型,其崩壁的坍塌是侵蚀过程的关键,干湿交替引起土体损伤劣化是导致崩壁土体失稳的重要因素,然而关于崩岗土体损伤裂化的认识不足。为探究干湿交替下花岗岩崩岗土体的损伤劣化效应,本文以崩壁五个层次土体为研究对象,对其进行干湿循环处理,通过图像处理技术、直剪试验、超声波速测定等方法,探讨干湿循环对裂隙发育、抗剪强度和纵波波速变化的影响。研究结果如下:(1)五个土层裂隙总长度、面裂隙率随干湿循环次数的增加均呈现先增后减的趋势。红土层、过渡层Ⅰ、碎屑层裂隙平均宽度随着干湿循环次数的增加整体呈增大趋势,而砂土层、过渡层Ⅱ裂隙平均宽度呈先增后减趋势。过渡层Ⅰ裂隙指标变幅最大,砂土层裂隙指标变幅最小。五个土层裂隙发育程度从高到低依次为红土层>过渡层Ⅰ>砂土层>过渡层Ⅱ>碎屑层。容重是影响裂隙平均宽度的主导因子。(2)干湿循环作用主要导致花岗岩残积土粘聚力衰减,内摩擦角大小变化不大。五个土层粘聚力均随含水率的增大而减小;内摩擦角随含水率增大整体呈减小趋势。随干湿循环次数的增加,五个土层粘聚力总体呈减小趋势。在25%和18%含水率时,红土层粘聚力损伤劣化程度最大;在10%含水率时,过渡层Ⅰ损伤劣化程度最大。砾石、有机质、塑限是影响粘聚力、内摩擦角损伤累积量的主导因子。(3)在不同含水率下,五个土层纵波波速均随着干湿循环次数的增加整体呈现下降趋势。在裂隙、抗剪强度、纵波波速三者关系中,波速与裂隙平均宽度呈显著负相关,仅在高含水率下(25%),波速与粘聚力呈显著正相关。因此,利用纵波波速推断崩岗土体损伤成为未来进一步研究的重要方向。
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