黄土土体节理裂隙在切坡卸荷作用下扩展机理研究

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1、西安科技大学硕士学位论文黄土土体节理裂隙在切坡卸荷作用下扩展机理研究专业名称：岩土工程作者姓名：董西好指导教师：叶万军论文题目：黄土土体节理裂隙在切坡卸荷作用下扩展机理研究专业：岩土工程硕士生：董西好(签名)指导教师：叶万军(签名)摘要黄土崩塌作为黄土地区地质灾害的一种形式，其危害性极大。大量实践表明，人为地对边坡进行切坡卸荷是导致黄土崩塌的主要原因之一。随着经济的发展，居民的增加和城市的不断扩大，为了扩大建筑用地，切坡施工将大大增加，潜在的崩塌灾害也将随之增加。针对研究切坡卸荷引起黄土崩塌的机理

2、及切坡卸荷实践工程的需要，以切坡卸荷诱发黄土土体节理裂隙扩展机理为研究主旨做了较全面的研究。首先对洛川塬边Q3原状黄土的基本物理力学性质进行分析；然后利用GDS非饱和土三轴仪模拟不同卸荷条件下黄土土体的卸荷应力路径，并借助CT扫描仪、电镜扫描仪观察卸荷前后土样内部细观、微观结构的变化，探讨黄土体节理裂隙扩展的影响因素及扩展机理；最后结合FLAC3D对垂直裂隙扩展过程的数值模结果，总结切坡卸荷作用下节理裂隙扩展机理，为切坡卸荷实践工程提出指导性意见。通过对以上试验结果分析，得到以下结论：①卸荷应力路径下

3、黄土体的强度要比常规三轴压缩强度小得多，且应力-应变曲线随着含水率、初始卸荷围压的增大逐渐由软化型过渡到硬化型，卸荷的过程中土样出现剪胀。②不同卸荷条件下土样的变形破坏特征不同，总体上可为劈裂破坏、滑移破坏和塑性破坏三种破坏模式。③卸荷后土样断面不同区域的CT数大部分出现增大的趋势，卸荷量、卸荷速率、含水率、初始围压越大，CT数增幅越大；中心的方差大部分减小，大区和全区的方差值大部分增大。④卸荷条件对黄土节理裂隙的扩展具有一定程度的影响，只有达到一定的卸荷量时土样才会出现裂隙，卸荷速率较小、含水率较大

4、、初始卸荷围压较大时，土样容易出现粗大的裂隙，反之，微裂隙较发育。⑤卸荷裂隙的产生是内外因素共同作用的结果，内部因素有颗粒集配、矿物质含量、结构特征等，外部因素主要是切坡卸荷和水。关键词：黄土崩塌切坡节理裂隙扩展机理微观结构CT研究类型：应用基础研究国家自然科学基金（41172262）、陕西省青年科技新星（2012KJXX-37）资助项目Subject:ResearchonMechanismofLoessJointsandFissuresUnderUnloadingofLoessCutSlopesin

5、NWChinaSpecialty:GeotechnicalEngineeringName:DongXihao(Signature)Instructor:YeWanjun(Signature)ABSTRACTLoesscollapseisoneofthebiggestharmfulgeologicalhazardinloessarea．Practicesindicatethatartificiallyunloadingbycutslopeisoneofmainfactorsresultedinloess

6、collapse.Withthedevelopmentofeconomicspeed，theincreaseofresidents，thecontinuouslyexpandingofthecity，inordertoexpandconstructionsite，therewillalargedealofcutslopeengineering，moreandmorepotentialcollapsehazardsappearthereupontoo.Inthisdissertation，inorder

7、tomeettheneedsofstudyingonmechanismofloesscollapseundertheactionofunloadingbycutslopeandpracticeprojec，acomprehensivestudyonpropagationmechanismofjointsandfissuresinloessbodyinducedbycutslopewasmade.Firstofall，analyzedbasicmechanicalparametersandphysica

8、lparametersofQ3intactloessinLuoChuan.Secondly，applythreeapparatusesintheunsaturatedsoil(GDS)，andhascarriedonunloadingtestoflossindifferentconditions.UsingCTscannertoobservemeso-structureandobservemicrocosmicstructureoflosswithsca