黏土失水开裂演化过程的影响试验.pdfVIP

第40卷第2期 地质学刊 V01．40No．2 2016年6月 of Journal Geology Jun．，2016 doi：10．3969／j．issn．1674—3636．2016．02．346 黏土失水开裂演化过程的影响试验 谢建宝1…，姚亚辉3，龚绪龙2，-，张卫强2 (1．江苏省地质工程有限公司，江苏南京210018；2．国土资源部地裂缝地质灾害重点实验室，江 质调查研究院，江苏南京210018) 摘要：裂隙性为黏土的主要特性之一。探讨黏土的开裂规律，对于分析地裂缝成因机理，开展预测研究具有重要的 理论意义和工程价值。通过室内试验，研究了黏土干燥收缩过程中含水率的变化规律。分别制备不同厚度、宽度、 含砂量的试样，获得不同条件下黏土失水过程含水率的变化规律。在试验所设定的条件下，土体开裂时的含水率 很接近，平均约为33．48％；当样品宽度不变时，土层越厚，含水率变化速率越小；当样品厚度相同时，宽度不同，含水 率变化速率几乎相同；当厚度、宽度都相同时，含水率变化速率随含砂量的增大而减小。对于同一样品，土体厚度 越大，样品裂隙率越小；土体厚度相同时，样品的裂隙率随着样品宽度的增大先减小后增大，且样品的开裂周期与 样品的裂隙率同步变化。 关键词：黏土；含水率；失水；开裂；江苏常州 中图分类号：P694；TU411．2文献标识码：A 文章编号：1674—3636(2016)02—0346—06 et 1997；Morrisa1．，1992)、堤坝稳定性(王延贵， 0 引 言 et 裂隙性黏土是在自然地质的形成过程中产生的 a1．，2003)等许多领域内都有极其重要的影响。沈 一种多裂隙且具有显著胀缩性的地质体，其主要成 分是强亲水性的矿物蒙脱石、伊利石及其混层黏土 结理论，在对饱和土的有限元程序进行相应修改的 矿物。在干旱的气候条件下，土体干缩失水，到达一 基础上，对黏土体干湿过程中表面裂缝的形成过程 定程度后，土体表面和内部就会发育大量纵横交错 进行了数值模拟。 的干缩裂隙，在黏粒含量较高的膨胀土中，这种现象 地裂缝作为苏锡常地区的一种地质灾害，对该 尤其普遍和典型。黏土干缩裂缝是自然界中常见的 地区的发展造成了严重危害。研究黏土开裂的基本 现象，它不仅破坏土体的整体性，而且也为降雨入渗 规律和裂隙分布状况，并提出相应的防治对策，对解 提供了良好的通道，从而降低土体强度，是影响黏土 决工程中土体开裂问题具有重要意义。针对土体失 工程性质的重要因素。工程中干缩裂缝的发育直接 水作用过程中表面裂缝的发育规律，通过室内土工试 影响土体的强度和稳定性，进而会缩短工程的服务 验等分析手段，从土体的外形尺寸和含砂量两方面进 年限，甚至直接威胁人的生命安全，造成不可估量的 行研究，探讨土体失水作用过程中土体含水率的变化 后果(姚海林等，2001；孔令伟等，2007；殷宗泽等，规律，对苏锡常地区地裂缝的形成机制进行研究。 2012)；裂隙还会增加土体的风化深度，加重坡面水 土流失，破坏生态环境(唐朝生等，2012)。由此可 1土体失水开裂试验 见，土体干缩裂隙在边坡稳定性(殷宗泽等，2010， 2011，2012)、地基承载力(孔德坊，1994；刘特洪，试验采用的土