临江Ⅱ号崩滑体天然粒度成分滑带土三轴试验研究
0 引 言
三峡库区崩塌滑坡共4 000余处。黄土坡滑坡是一个巨型堆积层古滑坡。堆积层斜坡滑动过程中,堆积层滑坡的滑带土沿下伏基岩接触带形成滑动面或滑动带。三峡库区的滑带土多数含有一定量碎石,含石量5%~80%[1]。李远耀等[2]整理了三峡库区近400处滑坡的勘察资料,提出了滑带土含石量与φf值有良好的正相关关系的观点。滑带土的强度参数通常通过室内试验或原位试验确定。室内试验过程中,往往剔除大颗粒碎石。原位试验不能严格控制排水条件。试验[3-5]结果表明,排水条件对滑带土强度的影响是不容忽视的。因此,试验结果通常不能真实反映抗剪强度。近年来,含粗粒组滑带土的试验研究,逐渐受到研究者[4-9]重视。
本文以黄土坡滑坡临江Ⅱ号崩滑体为例,重点探讨粗粒成分对滑带土强度参数和滑坡稳定系数的影响。
1 地质概况
黄土坡滑坡位于中国湖北省巴东城区,由临江Ⅰ号崩滑堆积体、临江Ⅱ号崩滑堆积体、变电站滑坡和园艺场滑坡组成,如图1所示。黄土坡滑坡前缘高程50~70 m,后缘高程580~600 m,总体积6.934 ×107 m3,总面积1.35×106 m2。临江Ⅱ号崩滑堆积体高程210~260 m,位于三道沟以东。三峡水库蓄水后,长江水位在145~175 m间波动。临江Ⅱ号崩滑堆积体的前缘长期淹没于145 m水位线以下。
黄土坡滑坡滑床基岩为巴东组第2 段和第3 段紫红色泥岩、泥质粉砂岩、泥质灰岩、灰岩;滑带为连续性较好的灰绿色和棕黄色黏土夹碎石;滑体为碎块状泥质灰岩、泥灰岩夹黏土、碎裂岩和块裂岩[10]。
2 含粗粒滑带土大型三轴试验
2.1 试验材料
取样地点位于黄土坡滑坡临江Ⅱ号崩滑体平硐TP4 200 m左右的滑带处,如图1-2所示。
随机取5组原状土筛分,得到TP4滑带土颗粒级配曲线(图3),粒径大于2 mm的颗粒质量分数为40.3%,粒径大于5 mm的颗粒质量分数为27.6%。
滑体物理力学参数参照文献[14]和[15],详见表2。
研究团队在长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室完成了含粗粒滑带土的大型强度剪切试验。采用YLSZ30-3型应变式大三轴实验机(图4),试样尺寸φ300 mm×H600 mm,室温保持在20 ℃。
本次进行固结不排水剪切试验,测试含粗粒滑带土的抗剪强度。固结时间为7 d,围压300,700,1 100,1 500 kPa 4级,剪切速率0.002 mm/min。
2.2 试样制备
试样制备方法与文献[11]相同,实验机原用于松散、透水性较强的土石坝工程滑带土强度剪切试验。滑带土透水性差,固结7 d后,沿试样长度方向切开,试样内部含水率或饱和度偏低,不满足试验要求,如图5和表1所示;布置直径1 cm,孔距7.5 cm的砂孔,固结7 d后,切开试样,测得试样内部不同部位的含水率,饱和度明显提高,见图5和表1。
对于粗颗粒滑带土大型剪切试验,建议沿试样长度方向打砂孔,以满足试样内部含水率要求,提高试验过程中孔隙水压力的可靠度。
2.3 结果与分析
2.3.1 粗粒滑带土剪切试验
Yuan Cheng等人针对在线社交网络中用户之间的关系进行访问控制建模,提出了利用正则表达式符号来对隐私策略进行描述的方法,用户和资源的访问控制策略由访问请求、多种关系类型、评估的出发点和路径中的跳数组成,并提出了两种路径检测方法来确认用户之间是否存在访问关系路径[12]。文章主要还是关注于用户是否有访问权限,而并不能对信息的暴露程度进行灵活的控制。
试验过程中,主应力差没有出现峰值,以有效应力路径的密集点或轴向应变15%时的主应力差值为破坏点。应力-应变关系曲线、有效应力差-有效应力关系曲线、孔隙水压力-应变关系曲线见图6。屈服函数y=0.444 4 x+0.002,绘制应力莫尔圆(图6(d)),得到土样强度参数:内聚力ccu=54 kPa,内摩擦角φcu=16.0°,有效内聚力ccu′=90 kPa,有效内摩擦角φcu′=17.4°。
2010年,江洎洧等[12]对在Ⅱ号滑坡TP4支洞200 m左右的滑带处取样,对粒径小于2 mm的细粒滑带土进行了8组固结排水直剪试验,得到剪切参数:内聚力25 kPa、内摩擦角18°。
表1 试样内部含水率与饱和度
Tab.1 Inner moisture content and saturation of the specimen with and without sand holes %
编号无砂孔有砂孔含水率饱和度含水率饱和度112.1478.5913.32 86.24 212.0978.2313.65 88.33 39.6862.6614.10 91.25 412.2078.9815.92 103.03 514.3993.1315.15 98.05 612.3279.7516.06 103.96 714.7995.7216.62 107.55 814.8095.7714.06 90.97 915.3799.5012.53 81.12 1011.9277.1612.75 82.51 1112.4080.2513.63 88.20 1213.1385.0016.05 103.85 1314.6494.7712.99 84.07 1414.9196.4811.96 77.44 1514.0590.9615.57 100.78 1616.34105.7712.76 82.58 1715.45100.0316.03 103.75 1813.6688.4213.60 88.00 1913.7789.1115.07 97.54 2015.55100.6616.14 104.47 2114.1091.2615.21 98.44 2215.1497.9812.90 83.50 2313.2285.5812.30 79.63 2411.9877.5214.63 94.67 2516.33105.6814.36 92.92 2614.8996.3815.09 97.68 2715.3599.3516.31 105.59 2815.93103.1316.93 109.61
(1)粗颗粒增加后,内摩擦角由18°变为17.4°,内摩擦角变化不大。
为了展示来自不同部位骨髓的白细胞的影响,赫利森和她的同事研发了一种新的方法。她说:“我们发明了一种专门研究胫骨骨髓和颅骨骨髓功能的技术。这有点像文身技术。”赫利森和她的团队选择患有中风或脑膜炎的小鼠,这些疾病会引发它们严重的炎症反应。他们在小鼠身上注射了一种荧光绿色追踪器,它会附在对腿部骨髓青睐的白细胞上,他们还在小鼠的颅骨骨髓中注射了一种荧光红色追踪器。结果,在脑膜中,颅骨骨髓里的红细胞数量比来自腿骨骨髓的要多。
限制模型两侧边界X方向位移和底部边界Y方向位移均为0,重力加速度g=9.8 m/s2。
在阅读推广及学科服务方面,公共图书馆较侧重于阅读推广,如“文化宣传”“阅读指导”“图书布展设计”等。科研院所图书馆较侧重于利用大数据以及科学计量等技术手段开展学科服务,如“大数据汇聚”“科学计量”“文本分析”等,另外还开展对科研人员的用户培训。本科院校图书馆对阅读推广没有设置专门岗位,尚未形成长期机制,学科服务以“学科情报分析”“情报检索”为主。
2.3.2 细粒滑带土剪切试验
对于同一种土样,固结排水试验得到的强度参数cd、φd与固结不排水得到的有效强度参数ccu′、φcu′很接近,常用ccu′、φcu′代替cd、φd[13]。因此,粗颗粒成分的增加导致了细粒滑带土固结排水试验强度参数cd、φd与粗粒滑带土固结不排水有效强度参数ccu′、φcu′的变化。对比两试验强度参数:
(2)粗颗粒增加后,土粒表面的结合水、电分子力发生改变,内聚力由25 kPa增至90 kPa。
3 结果验证
3.1 简化计算模型
蓄水前,黄土坡滑坡前缘涉水部位采取治理措施。其中临江Ⅱ号崩滑体治理工程包括削坡整形工程、锚杆格构及砌石护坡工程、抗滑桩工程、三道沟填筑工程、地表排水及监测工程等。格构锚杆护坡工程分为甲、乙2类:甲类布置在高程130~180 m间水位变动带(A区,图7);乙类位于130 m高程库水长期淹没线以下(B区,图7)。两类梁的主要区别是甲类的配筋强于乙类,格构间为反滤层和干砌石护面。部分高程142 m以下地段因工期要求,取消了锚杆以护坡短桩替代。临江Ⅱ号崩滑体前缘中部高程130~140 m带上共有48根抗滑桩,桩长一般约30 m,桩间距6 m,桩断面2 m×3 m。这些抗滑桩均未进入基岩(图7),仅能起到截断次级滑带的作用。目前仍不能确定取样点滑带是否与涉水部位软弱带贯通。
选择高程24~367 m滑坡体作为研究对象。该研究范围存在4条贯通的滑带或软弱夹层,自上而下分别:第一条位于钻孔HZK25与HZK23之间;第二条被抗滑桩阻断;第三条不确定是否被抗滑桩阻断(为安全起见,按潜在滑动面计算);第四条位于整个研究范围内。
3.2 物理力学参数
林全很抱歉地看着我,我只是微微一笑,便避开他的视线去看窗外。我住的是12楼,从窗外看出去可以看见一座高高的塔,听说那里有一个公园,叫塔子山公园,来这里半年了,我也一直没有去过。
基于CO2浓度倍增的未来气候变化,不同地区的水热条件将实现再分配,对紫玉兰潜在地理分布格局的影响显而易见。相较于当前以高(极)度适生为主的分布格局,紫玉兰的适生区将呈现出向最佳适生地转变的趋势。除乌蒙山区的高度适生范围稍向西扩展,横断山区、贵州高原、四川盆地和鄂西山地的高(极)度适生区面积缩小,与最适生区范围逐渐趋同;中度适生区在横断山区有一定程度萎缩,然而西藏东南部、湖南西部和浙江东南部可能成为紫玉兰新增的潜在分布区(图3)。
本文涉及2套滑带土强度参数:天然粒均度成分滑带土强度参数和细粒滑带土强度参数,由试验测定。
表2 滑体力学参数
Tab.2 Mechanical parameters of the slide body
介质材料容重/(kN·m-3)变形模量/MPa泊松比抗剪强度内聚力/kPa内摩擦角/(°)散裂岩 23.06.8×1030.286826碎裂岩 24.0 1.7×1040.257031块裂岩 25.02.2×1040.248533碎(块)石土23.0 2.6×1030.323023
3.3 边界条件和计算工况
2.3.3 试验结果对比
术后疼痛直接关系到患者的转归与预后。加速康复外科(enhanced recovery after surgery,ERAS)是目前国内外备受推崇的先进医疗理念,良好的术后镇痛是有效实施ERAS的前提条件。术后疼痛问题得不到解决,与ERAS相关的其他工作则基本上无从谈起。而术后镇痛恰恰是麻醉医生的本职工作,也是麻醉医生所擅长的工作,因此,麻醉医生在术后镇痛工作中责无旁贷。
仅计算145 m水位时滑坡的稳定性,长江水位变动对滑坡稳定性的影响本文不做研究,计算模型如图8所示。
3.4 计算结果
细粒组滑带土强度参数用于滑坡稳定性计算,稳定系数k=0.954,天然粒度成分滑带土强度参数用于滑坡稳定性计算,稳定系数k=1.127,如图9所示。随着粗粒组增加,边坡稳定系数提高了18.13%。该研究区目前处于稳定状态,故对于此类滑带土,原颗粒级配滑带土的强度参数更合理,剔除粗粒成分将导致强度参数失真。
4 结 论
(1)黄土坡滑坡TP4粗粒滑带土大型三轴试验结果:ccu=54 kPa,φcu=16°,c′=90 kPa,φ′=17.4°。
(2)粗粒组对TP4滑带土强度的影响,主要体现在内聚力的大幅度提高。
(3)对于黄土坡滑坡临江Ⅱ号崩滑堆积体,细粒组滑带土强度参数、粗粒组滑带土强度参数分别用于计算滑坡稳定性,前者稳定系数为0.954,后者稳定系数为1.127,后者与目前该滑坡处于稳定状态相符。
参考文献:
[1] 黄润秋.中国西部地区典型岩质滑坡机理研究[J].地球科学进展,2004,19(3):443-450.
HUANG R Q.Mechanism of large scale landslides inwestern China[J].Advances in Earth Sciences,2004,19(3):443-450.
[2] 李远耀,殷坤龙,柴波,等.三峡库区滑带土抗剪强度参数的统计规律研究[J].岩土力学,2008,29(5):1419-1429.
LI Y Y,YIN K L,CHAI B,et al.Study on statistical rule of shear strength parameters of soil in landslide zone in Three Gorges Reservoir area[J].Rock and Soil Mechanics,2008,29(5):1419-1429.
[3] 陈小龙,丁建锋,简文星.含水率对滑带土强度参数的影响[J].煤田地质与勘探,2015,43(1):58-61.
CHEN X L,DING J F,JIAN W X.The influence of water content on the strength parameter of soil in slip zone[J].Coal Geology & Exploration,2015,43(1):58-61.
[4] 黄斌,傅旭东,谭凡,等.含水率对滑带土强度及变形影响试验研究[J].岩土力学,2012,33(9):2613-2618.
HUANG B,FU X D,TAN F,et al.Experimental study of relationship between water content and strength or deformation of slip soil[J].Rock and Soil Mechanics,2012,33(9):2613-2618.
[5] 周永昆,魏作安,朱彬,等.滑带土厚度及含水率对其强度参数的影响[J].中国地质灾害与防治学报,2010,21(2):25-29.
ZHOU Y K,WEI Z A,ZHU B,et al.Study on the effect about interlayer thickness and water content to the strength parameters of landslide soil[J].The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2010,21(2):25-29.
[6] 胡新丽,孙淼军,唐辉明,等.三峡库区马家沟滑坡滑体粗粒土蠕变试验研究[J].岩土力学,2014,35(11):3163-3169.
HU X L,SUN M J,TANG H M,et al.Creep tests of gravel-soil of majiagou landslide in three gorges reservoir area[J].Rock and Soil Mechanics,2014,35(11):3163-3169.
[7] 孙淼军,唐辉明,王潇弘,等.蠕动型滑坡滑带土蠕变特性研究[J].岩土力学,2017,38(2):385-391.
SUN M J,TANG H M,WANG X H,et al.Creep properties of sliding-zone soil from a creeping landslide[J].Rock and Soil Mechanics,2017,38(2):385-391.
[8] 田文.谭家湾滑坡含粗颗粒滑带土流变性质研究[J].水电能源科学,2017,35(6):112-115.
TIAN W.Creep properties research of tanjiawan landslipe with coarse particles sliding zone soil[J].Water Resources and Power,2017,35(6):112-115.
[9] 吴月旭,林彤,杨闯.不同条件下巴东三中滑坡滑带土大型三轴试验分析[J].地质科技情报,2017,36(3):225-229.
WU Y X,LIN T,YANG C.Analysis of large scale triaxial experiment of sliding zone soil in Sanzhong Badong under different conditions[J].Geological Science and Technology Information,2017,36(3):225-229.
[10] 王顺,项伟,崔德山,等.不同环剪方式下滑带土残余强度试验研究[J].岩土力学,2012,33(10):2967-2972.
WANG S,XIANG W,CUI D S,et al.Study of residual strength of slide zone soil under different ring-shear tests[J].Rock and Soil Mechanics,2012,33(10):2967-2972.
[11] WANG Y W,LI Y A,HUA S.Research on large-scale Tri-axial shear strength tests in slide zone soil of huangtupo landslide[J].Journal of Computational and Theoretical Nanoscience,2016,13(11):8355-8360.
[12] 江洎洧,项伟,张雪杨.基于扫描和仿真试验研究黄土坡滑坡原状滑带土力学参数[J].岩石力学与工程学报,2011,30(5):1025-1033.
JIANG J W,XIANG W,ZHANG X Y.Research on mechanical parameters of intact sliding zone soils of huangtupo landslide based on CT scanning and simulation tests[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2011,30(5):1025-1033.
[13] 东南大学,浙江大学,湖南大学,等.土力学[M].北京:中国建筑工业出版社,2005:165-166.
SOUTHEAST UNIVERSITY,ZHEJIANG UNIVERSITY,HUNAN UNIVERSITY,et al.Soil mechanics[M].Beijing:China Building Industry Press,2005:165-166.
[14] 长江水利委员会.三峡库区巴东县黄土坡滑坡勘查评价报告[R].湖北:长江水利委员会长江勘测规划设计研究院,2008.
YANGTZE RIVER WATER RESOURCES COMMISSION.Investigation and evaluation report of huangtupo landslide in badong county,three georges reservoir region[R].Hubei:Changjiang Institute of Survey,Planning,Design and Research,2008.
[15] HU X L,TANG H M,LI C D,et al.Stability of huangtupo riverside slumping mass II# under water level fluctuation of three gorges reservoir[J].Journal of Earth Science,2012,23(3):326-334.