基于土体结构性变化的黄土滑坡灾变机理研究

黄土在我国分布较广,滑坡问题严重，损失巨大。科研工作者对黄土滑坡做了大量的研究工作，得出了许多具有价值的成果，但尚未能有效遏制黄土滑坡灾害频繁发生。黄土工程问题皆因黄土特殊的结构而引起，从结构性变化角度研究黄土滑坡问题可望带来新的突破。.本项目以不同典型黄土地区易滑坡区域具有明显不同结构性的非饱和黄土为主要研究对象，结合结构性黄土静力学研究成果以及黄土滑坡土体的应力状态特点，进行非饱和黄土的真三轴试验研究、应力路径试验研究、单侧限的平面应变试验研究、单侧限平面蠕变试验研究以及结构性黄土边坡的室内模型试验等，从黄土湿度、密度、应力状态以及时间因素的变化方面定量考察土体结构性变化对非饱和黄土滑坡特性的影响，从土体结构性变化出发阐明黄土滑坡机理，建立合理实用的非饱和黄土结构性滑坡模型，为科学指导黄土边坡的防灾减灾提供重要的理论依据和技术支持，具有重要的理论意义和实践价值。

黄土在我国分布较广,滑坡问题严重，损失巨大。科研工作者对黄土滑坡做了大量的研究工作，得出了许多具有价值的成果，但尚未能有效遏制黄土滑坡灾害频繁发生。黄土工程问题皆因黄土特殊的结构而引起，从结构性变化角度研究黄土滑坡问题可望带来新的突破。.本项目以不同典型黄土地区易滑坡区域具有明显不同结构性的非饱和黄土为主要研究对象，结合结构性黄土静力学研究成果以及黄土滑坡土体的应力状态特点，完成了以下主要研究内容：（1）非饱和原状黄土的三轴增湿剪切试验研究；（2）重塑黄土残余强度的环剪试验研究；（3）非饱和黄土的三轴蠕变及平面蠕变特性研究及相应的模型分析；（4）人工降雨条件下黄土边坡的室内模型试验研究及相应的数值模拟分析；（5）黄土结构性单变量参数的研究并分析了其与黄土相关变形特性的紧密关系；（6）不同初始应力状态下非饱和黄土的平面应变试验研究并结合典型滑坡案例分析了其滑坡机理。.项目研究主要结果如下：1.通过增减湿与应力状态变化，得到不同增湿条件下非饱和黄土的强度变形变化规律。2.对不同初始状态的重塑黄土，得到在环剪试验模式下重塑黄土的变形和强度规律。3. 通过三轴蠕变试验和平面蠕变试验，得到了非饱和黄土在不同条件下的三轴及平面蠕变特性，并建立了相应的蠕变模型。4. 建立黄土边坡的室内模型，结合自行研制人工降雨装置，得到了非饱和黄土边坡在人工降雨作用下的力学响应和形态特征，并完成了相应的数值模拟分析。5.提出了一种新的黄土结构性单变量参数并分别构建静、动荷载条件下结构性参数的单变量模型。建议了黄土结构势单变量参数，得到了不同受力条件下黄土结构性及其结构势参数的变化规律，分别构建了黄土增湿变形系数、振陷系数与结构势参数的关系模型。6.得到不同应力条件和不同初始状态参数下非饱和黄土平面应变状态的变形和强度特性以及局部化变形发展规律，提出了新的黄土的剪切强度表达式，探讨了典型案例黄土滑坡的发生机理。.项目成果有助于定量考察土体结构性变化对非饱和黄土滑坡特性的影响，对从土体结构性变化出发阐明黄土滑坡机理进而建立合理实用的非饱和黄土结构性滑坡模型具有重要的理论意义和实践价值。