从土的剪切试验分析滑坡

摘　要：为了解滑坡产生机理，通过不同压力下、不同含水率的土样的剪切试验对比，测得其内聚力及内摩擦角，结合土的力学性质，具体分析滑坡发生的机理。并通过对试验结果的分析为治理滑坡提供可靠依据。

关键词：剪切试验，土的性质，滑坡
滑坡是山区常见的一种地质灾害，是斜坡上存在的软弱面或软弱带上的岩土物质作整体性下滑的运动。发生滑坡是诸多内因和外因相互作用的结果。在引起滑坡的内因中，土的力学性质起着关键性作用，其中土压力和含水率与土的抗剪强度有着密不可分的联系，因此，正确分析土的抗剪强度对有效的防治滑坡具有深刻的实际意义。本文从土的剪切试验入手，通过分析不同荷载及不同含水率对土的抗剪强度的影响，进行滑坡机理的探讨。
　　1.实验部分：
　　1.1使用仪器：
　　应力控制式直接剪切仪，天平，修土刀，环刀等
　　1.2实验部分及记录
　　1.2.1不同荷载对土的抗剪强度的影响
　　取相同试样4个，在四种不同压力下做剪切试验，垂直压力分别为0.1MPa,0.2MPa,0.3MPa,0.4MPa。实验数据记录如下表1
　　表1  直剪仪测定土的抗剪强度实验记录(快剪)

　　1.2.2不同含水率对土的抗剪强度的影响
　　取四个相同粘土土样，分别测定其在天然状态和饱水后的抗剪强度。实验数据记录如下表
　　表2  土的性质指标

　　1.2.2.1
　　测定粘性土在天然状态下的抗剪强度，实验数据记录如下表
　　表3  直剪仪测定土的抗剪强度实验记录(快剪)

以抗剪强度为纵坐标，以垂直压力为横坐标，绘制剪应力—法向应力关系曲线(如图1)。
　　
　　
　　C=31.15kpa  =32.90°
　　图1  粘性土不饱和抗剪强度曲线
　　1.2.2.2测定粘性土在饱水状态下的抗剪强度，实验数据几率如下表4
　　表4  直剪仪测定土的抗剪强度实验记录(快剪)

同样以抗剪强度为纵坐标，以垂直压力为横坐标，绘制剪应力—法向应力关系曲线(如图2)。
　　
　　C=5.5kpa    =16.10°
　　图2  粘性土饱和后抗剪强度曲线
　　实验分析：
　　从以上实验数据可以看出土的抗剪强度与压力、含水率有着密不可分的关系，由于实验仪器——直剪仪存在缺陷，对实验结果有一定影响。下面从以下三个方面对土的抗剪强度的影响因素进行具体分析。
　　1.压力。当法向应力增大时，土中的空气被排出，孔隙体积减小，土体更加密实，土中的内摩擦力和内聚力增大，土的抗剪强度增加
　　2.含水率。当土饱水后，内聚力减小，内摩擦角减小。在天然状态下, 抗滑阻力大于滑动力时, 滑坡处于稳定状态, 不滑动。当浸水饱和后, 抗滑阻力接近于零, 滑动力大于抗滑阻力时, 则滑坡处于不稳定状态, 滑坡失稳滑动。当含水量增大时，土的和C值将随之降低。当含水量降低时，土的结构连接增强，从而有助于粘聚力C和内摩擦角的提高。
　　3.试验条件。土体的破坏是沿着土体的薄弱面，本试验测定结果为有侧限土的抗剪强度，由于环刀的影响，试验的剪切破坏面不一定是土体的薄弱破坏面，测得的结果可能比自然状态下的抗剪强度值偏大。
　　结论：滑坡的产生、发展及稳定过程实质是抗滑力与下滑力矛盾的对立和统一过程。本文通过不同压力、不同含水率下土的抗剪强度对比，主要结论如下：
　　(1)随着法向应力的增大，土体的粘聚力和摩擦力增大，抗剪强度增强，有助于滑坡体的稳定。
　　(2)土体含水率升高导致其抗剪强度下降，反映了不同固结程度土体有效应力的变化。在自然条件下，如水库水位降低，库区周围的边坡发生自上而下的渗流，土的有效应力增加，形成渗流压密，土体的抗剪强度增加，边坡趋于稳定。反过来，当库区水位升高时，库区周围的边坡会产生自下而上的渗流，土体有效应力降低，抗剪强度降低，边坡容易失稳。
　　(3)土体侧限增加，有助于提高其抗滑阻力，坡体趋于稳定。
参考文献：
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