离子型土壤强化剂改良三峡库区黄土坡滑坡滑带土的大尺寸原位试验

三峡库区内存在众多巨厚层滑坡，采取支挡结构物阻止其变形和破坏很困难,而采取对滑带土进行化学改良手段治理，可以达到提高滑带土抗剪强度目的，因此开展离子型土壤强化剂改良滑带土的大型原位试验研究具有重大的现实意义。离子型土壤强化剂适用于粘性土改良，能有效降低蒙脱石等膨胀性粘土矿物的水敏性，提高其粘聚力和内摩擦角。本课题以三峡库区黄土坡滑坡为研究对象，以教育部长江三峡库区地质灾害研究中心在巴东大型野外综合试验场为平台，开展大尺寸原位剪切和溶质运移试验，并采用声波测试检验。与此同时，通过室内试验，对改良前后滑带土进行X射线衍射、孔径分布和水平渗透实验，结合MODFLOW软件，建立离子型土壤强化剂在滑带土中的对流、弥散和吸附模型，推导出滑带土中离子土壤强化剂运移方程。本项目的成功实施将为改良滑带土实践提供试验数据和理论基础，本研究方法与支挡结构防治措施相结合，可节约治理巨厚层大型滑坡的投资。

截至2013年12月，国家自然科学基金青年基金项目：离子型土壤强化剂改良三峡库区黄土坡滑坡滑带土的大尺寸原位试验（项目批准号：41002102）已经结题。项目负责人在项目执行期2011年1月—2013年12月，按时完成全部研究计划，并取得如下研究成果：.（1）通过开展不同浓度ISS与滑带土配比试验，得出改性前后滑带土的物理性质。发现塑性指数可以作为ISS改性滑带土的评价指标，塑性指数越低，滑带土结合水膜越薄。ISS改性滑带土的XRD试验和全量化学分析表明，ISS改性后，滑带土中并没有新的矿物晶体，但是晶面间距减小；滑带土的阳离子含量和种类发生较大变化。.（2）对不同固结程度的滑带土进行土-水特征试验，得出ISS改性后，滑带土的压缩系数减小，且黏粒含量越高，滑带土压缩系数减小的越多，说明ISS改变黏土的结合水膜，导致重新排列。开展土-水特征曲线试验，得出在同一终止固结压力条件下，ISS改性的滑带土，其进气值更高，随着固结压力的增大，其进气值增幅较快。.（3）开展ISS改性滑带土的非饱和土直剪试验，得出在同一垂直固结压力条件下，ISS改性滑带土的抗剪强度较大；随着基质吸力的增加，ISS改性滑带土的抗剪强度较高；但是土样的内摩擦角变化较小，粘聚力提高的较大。.（4）通过对碎石含量、含水率、碎石粒径、分形特征、密实度等5个影响滑带土抗剪强度因素的试验，得出随着含石量的增加，ISS改性滑带土的抗剪强度效果越不显著；随着含水率的增加，ISS与滑带土的作用越充分，ISS改性滑带土的抗剪强度效果越显著；随着碎石粒径的增加，ISS改性滑带土的抗剪强度效果越不显著；随着分形维数的增加，ISS改性滑带土的抗剪强度效果越不显著。.（5）ISS改性滑带土的渗透试验表明，ISS在滑带土中的渗流不符合达西线性渗流规律，随着渗流压力的增加，ISS在滑带土中渗流速度的增加幅度逐渐减小。在相同的水头高度条件下，ISS改性滑带土的渗流量减小。经ISS改性后，纯水在滑带土中的渗流量减小，渗流速度降低。.（6）分别对黄土坡滑坡滑带土进行了室内小型直剪实验以及粗粒土大型直剪实验。大型粗粒土直剪仪的剪切盒尺寸为500×500×400mm，室内实验尺寸直径为61.8mm，高度为20mm，试样尺寸相差很大。室内小型直剪实验所得到的抗剪强度结果作为滑带的抗剪强度不准确，而进行大尺寸实验研究更有实际意义。