黄土滑坡灾害中水盐运移对滑带土强度影响的试验研究

Long-term infiltration exacerbated the salt and water movement in the loess slopes so that the content water and soluble salt in the soil were changed. Which will directly affect the strength of slip soils and loess landslide stability, thereby continuing to induce a large number of loess landslide disaster. The irrigation-induced landslide has become one of the most frequent types of disasters in loess area. Hence, study the effect of the water and salt movement on the shear strength of slip soils in Loess landslide disaster is very important for mitigation of landslide hazards and understanding of the forming mechanism of sliding zone. This project will focus on sliding zone of loess landslides in irrigation area. A series of field and laboratory experiments will be conducted to reveal the dynamic changes of slip zone soil strength in different chemical environments and water infiltration conditions, such as, field survey of salt migration and laboratory physical simulation test, strength test of different salt concentration and type for saturated and unsaturated slip zone soil, creep test of slip zone soil under the conditions of long-term penetration, analyze the changes in physical and chemical properties and microstructure characteristics of the sample before and after the test. Thus, project results will enrich and develop relevant theories related to formation mechanism of loess landslides which will have important social significance to alleviating the risk of irrigation-induced loess landslide disasters in new urbanization process.

黄土灌区长期的入渗作用加剧了黄土斜坡中渗透带的水盐运移作用，使得土体中含水量及水溶盐类含量发生了改变，直接影响滑带土强度和黄土滑坡稳定性，从而持续性地诱发了大量的黄土滑坡灾害，已成为黄土地区发生频率最高的地质灾害类型之一。因此，加强灌区黄土滑坡灾害中水盐运移对滑带土强度影响的研究，对滑带土形成机理的认识和滑坡灾害防控具有重要的理论意义。本项目拟以灌区黄土滑坡滑带土为研究对象，在水盐运移规律的野外调查及室内物理模拟试验基础上，开展不同盐分浓度及离子类型对饱和及非饱和滑带土强度影响的强度试验和长期渗透条件下滑带土的蠕变试验，分析试验前后滑带土试样的物理化学性质和结构矿物特征变化的原因及其机理，揭示黄土滑带土强度在不同水化学环境和渗透条件下的动态变化规律。项目成果将丰富和拓展黄土滑坡灾害形成机理的相关理论，对减轻黄土灌区新型城镇化建设过程中滑坡灾害的威胁具有重要的社会意义。

黄土灌区长期的入渗作用加剧了黄土斜坡中渗透带的水盐运移作用，使得土体中含水量及水溶盐类含量发生了改变，直接影响滑带土强度和黄土滑坡稳定性，从而持续性地诱发了大量的黄土滑坡灾害，已成为黄土地区发生频率最高的地质灾害类型之一。因此，加强灌区黄土滑坡灾害中水盐运移对滑带土强度影响的研究，对滑带土形成机理的认识和滑坡灾害防控具有重要的理论意义。在项目执行的3年时间里，基本按计划完成各年度研究任务，达到了预期研究目标。在开展了三次野外地质调研和取样基础上，开展了不同盐分浓度及离子类型对饱和及非饱和滑带土强度影响的强度试验、渗透性试验，进行了试验前后滑带土试样的微结构测试。主要成果包括：（1）通过滑坡后壁水土化学特征，发现灌溉对于黄土的入渗有限，最大淋滤的位置在10m左右，说明了灌溉引起地下水上升，并不是直接入渗补给，而是有优势通道补给到地下水。（2）通过不同盐分浓度及离子类型对饱和滑带土强度影响试验，发现除CaCl2盐外，12%、14%浓度各盐溶液饱和后试样强度较蒸馏水饱和后的试样强度都得到了提升，NaCl盐分对试样强度提升最大，Na2SO4与KCl盐对试样强度提升较为微弱。（3）通过不同盐分浓度及离子类型对非饱和滑带土强度影响试验，发现在“非饱和增盐行为”中峰值抗剪强度随着盐溶液浓度的升高有了明显的变化，但不同盐分类型所呈现的变化情况各有不同，但均随着含水率的增加而降低。（4）通过不同离子类型和盐分浓度的变水头渗透试验，发现除了NaCl溶液出现先降低后增高的现象外，其他离子溶液下黄土的渗透性随着溶液浓度的增加而降低，出现对地下水的减阻效应，尤其是Na2SO4溶液的减阻效应明显。（5）通过同盐分浓度条件下的黄土微结构测试，发现随着盐分浓度的增加，大量易溶盐附着于土颗粒表面，出现了大的胶结物（强度增加），但当盐分浓度超过14%后，过度絮凝结晶产生大孔隙结构，使得强度有所降低。