水化学循环条件下滑带土的化学-渗流-力学耦合特性与理论模型研究

滑带土是滑坡的重要组成部分，依据滑坡滑带土所处的循环水化学环境，采用微细观测试、循环环剪和渗透性试验等综合试验方法，考虑不同化学溶液与浓度、不同剪切速率和不同应力条件，研究化学-渗流-力学耦合作用的滑带土强度变化机理、渗透性演变规律、微细观结构损伤破坏及其胀缩机理，提出水化学-力学作用效应的滑带土本构模型，建立渗透张率动态变化模型。采用多相多物质分析方法，建立滑坡体化学-渗流-力学耦合的化学平衡、质量平衡和运动平衡等控制方程，结合滑带土理论模型，发展多场耦合的有限元数值分析方法，模拟水化学循环作用下滑坡体变形破坏的时空演化规律，实现对实际滑坡化学-渗流-力学多场耦合问题的数值模拟和稳定性预测。本研究将对水化学环境下的滑坡防灾减灾提供关键的理论基础，同时也具有广泛的实际工程应用价值。

水化学环境的变化是诱发滑坡的一个重要因素。滑带土是滑坡的重要组成部分，滑带是影响滑坡稳定性的最关键内在因素之一。依据工程实例滑坡滑带土所处的水化学环境，模拟不同水化学溶液、不容pH值和不同侵蚀时间，通过X衍射、压汞试验、剪切试验、渗透性试验和扫描电镜试验，获得不同水化学环境下滑带土的强度参数、渗透性和微观结构变化特征，分析了滑带土在水-化学-力学耦合条件下力学特性变化和结构损伤机理。基于水化学作用对土体结构的变化特征，建立了滑带土渗流场动态变化模型和孔隙率—渗透率—有效应力系数模型，得到渗透率和有效应力系数随孔隙率变化的演化特征，结合应力作用下的溶解沉淀驱动力理论、渗流作用下的溶质运移方程，建立了水化学-渗流-力学作用效应的滑带土本构模型。研究成果为水化学环境下的滑坡防灾减灾提供关键的理论基础。. 通过四年的项目研究，在国内外发表论文17篇，其中SCI论文6篇，EI论文11篇，获国家发明专利授权1项，申请发明专利1项，研究成果参与获得湖北省科技进步一等奖1项，培养博士生2名，硕士生3名，圆满完成了项目既定的各项研究任务和目标。