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排水沟边坡分层土直剪及与土工织物摩擦试验研究
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  • 资料类型:.PDF
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  • 发布时间:2021-08-27
资料介绍

 壤的抗剪强度是表征土壤力学性质的一个主要指标,

直接反映了土壤在外力作用下发生剪切变形破坏的
难易程度⋯ , 土壤抗剪强度越大,则在径流冲刷力
的作用下, 土壤抵抗径流的剪切破坏能力也就越强,
从而可以减缓土壤侵蚀或滑坡的发生 。大量研究
表明,土壤含水率是影响土壤抗剪强度的重要因
素 。倪九派等’ 对浅层滑坡体不同层次土壤在不
同含水率条件下的不固结不排水剪切试验表明, 土
壤抗剪强度与土壤含水率密切相关。王来贵等 采
用直剪试验测定不同含水率及压实度状态下岩土的
抗剪强度,得到含水率及压实度对岩土抗剪强度的
影响规律。杨永红等 通过对裸地和桉树林地2种
土壤在不同土壤含水率、不同深度的非饱和土直剪
试验,研究了含水率变化对提高边坡稳定性的影响。
张荣等 以三峡库区黄土滑坡滑带土为研究对象,
研究了其在不同法向压力和含水率下抗剪强度的特
性。黄斌等 为了研究含水率对滑带土强度及变形
特性的影响,选取某大型滑坡滑带土进行不同初始
饱和度的常规三轴固结排水(气)剪切试验。骆以
道 研究含水率变化对压实土抗剪强度的影响, 寻
找一种简化实用的非饱和压实土抗剪强度的确定方
法。倪九派等 选择广泛分布于重庆丘陵山区的钙
质紫色土和中性紫色土, 通过室内三轴剪切试验,
测定含水率和干密度交互作用对土壤抗剪强度指标
的影响。以上研究很少考虑土壤的层次性。
对滑坡体而言,不同层次土壤理化性质存在差
异,对土壤抗剪强度的影响也不同。本文在宁夏引
黄灌区农田排水沟边坡取不同层次的土样,通过直
剪试验研究含水率的变化对不同土层抗剪强度的影
响。选取2种土工织物, 研究不同层次不同含水率
的土与土工织物抗剪强度的变化, 以期为宁夏引黄
灌区农田排水沟边坡防护设计、施工以及水土保持
提供理论依据。
1 试验材料和方法
1.1 土壤直剪试验
1.1.1 试验土壤
本试验于2015年7月分别在宁夏青铜峡叶盛镇
胜利沟坡体的顶坡、中坡、底坡各挖2个水平方向
约0.5 m 的平行剖面,3组平行剖面分别记为试样
① 、② 和③ ,将① 、② 、③ 这3组试样水平方向分
为3个层次(A 层:0~10 cm;B 层:10~25 cm;C
层: >25 cm)。用 61.8mm ×20mm 的环刀取样,
每个剖面的每个层次取10个土样,共1 80个。通过
直剪试验得到每组试样的抗剪强度,根据莫尔一库仑
准则,得出粘聚力c和内摩擦角 。
将① 组A、B、C 的3层土样混合均匀, 过
2 mm筛,制备剪切试验的① 号土样。同样制备② 、
③ 号试样。3组土样的物理性质见表1。
1.1.2 试验仪器与试验设计
对① 、② 、③ 号土样分别设计5个不同含水率
(2% 、5% 、10% 、15% 和18% ),把制作好的土样
装入容器中焖盖一昼夜,配制成不同含水率的散状
土样。实测各试样含水率与试验设计含水率误差为
-t-O.9% , 以下试验结果均按实际含水率计算。按设
计的含水率计算需水量(去离子水)m ,公式如下
m
m 0·01( t一13o) ( )
式中,m 为风干土质量; 。为风干土含水率; 为制
样要求的含水率。
根据土壤含水率以及设计的土壤干容重, 称
取一定质量的土样, 分层均匀地装入制样器内击
实, 制成供试验用的直剪试件。试件高度为
2 cm, 直径为6.18 cm。单个试样湿土的质量m
按下式计算
m.= (1+0.01 。)pd V (2)
式中,P 为设计试样的密度;V为试样体积。
采用南京土壤仪器有限公司的zJ型应变控制式
直剪仪进行不固结不排水快剪试验。试验过程
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