https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2025.01.059

*論文版權(quán)歸原作者和出版方所有，本文僅為學(xué)習(xí)交流。

以下是對(duì)這項(xiàng)成果的簡(jiǎn)要介紹：

水庫(kù)區(qū)大量滑坡失穩(wěn)事件歸因于水位波動(dòng)，后者常在土體內(nèi)部誘發(fā)循環(huán)變化的滲流壓力。在此類復(fù)雜循環(huán)滲流條件下，滑帶土的水-力行為與穩(wěn)定滲流情形顯著不同，然而其滲流特性與變形規(guī)律尚未被充分理解。本研究在等向固結(jié)條件下開(kāi)展循環(huán)滲壓試驗(yàn)，探討滑帶土滲透系數(shù)與體積應(yīng)變的變化。

結(jié)果表明：試樣滲透系數(shù)在循環(huán)滲壓作用下出現(xiàn)波動(dòng)，波動(dòng)幅度隨滲壓幅值增大而增強(qiáng)，隨圍壓升高而減弱；體積應(yīng)變亦呈顯著波動(dòng)，其幅值隨滲壓幅值增大而加劇，累計(jì)體積應(yīng)變與不可恢復(fù)體積應(yīng)變均高于穩(wěn)定滲流情形。隨后，將滯回圈劃分為三類，分別對(duì)應(yīng)不同的變形特征。最后，綜合考慮物化反應(yīng)對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)的影響，揭示了循環(huán)滲壓作用下滑帶土的微觀機(jī)制，以更好地闡釋其滲流特性與變形行為的內(nèi)在機(jī)理。研究成果為準(zhǔn)確評(píng)估水位波動(dòng)條件下水庫(kù)滑坡穩(wěn)定性提供了理論依據(jù)。

*圖表為論文截圖，版權(quán)歸論文原作者和出版方所有，本文僅為學(xué)習(xí)交流。

Fig. 1.Schematic illustration of reservoir landslide and stress condition of sliding-zone soil under periodic water fluctuations and seasonal rainfall in the TGRA.

Fig. 2.Study area: (a) Map of the TGRA; (b) Three-dimensional (3D) structure of Majiagou landslide; and (c) Vertical profile of landslide.

Fig. 3. Grain size distribution

Fig. 4. Diagram of (a) GDS triaxial system and (b) boundary conditions of the sample

Fig. 5. Loading process for consolidation tests under cyclic seepage pressure conditions.

Fig. 6. Correction of volume change during the loading stage.

Fig. 7. Changes in hydraulic conductivity with time for sliding-zone soil under cyclic seepage pressure and steady seepage pressure: (a) 100 kPa, (b) 150 kPa, (c) 200 kPa, and (d) 300 kPa.

Fig. 8. Change in average hydraulic conductivity with the number of cycles.

Fig. 9. Change in hydraulic conductivity with confining pressure.

Fig. 10. Variation in volumetric strain with time for sliding-zone soil under cyclic seepage pressure and steady seepage pressure: (a) 100 kPa, (b) 150 kPa, (c) 200 kPa, and (d) 300 kPa.

Fig. 11. Change in volumetric strain with time for sliding-zone soil at a confining pressure of 350 kPa.

Fig. 12. Variation in cumulative volumetric strain with confining pressure for sliding-zone soil: (a) Loading stage; and (b) Unloading stage.

Fig. 13. Change in irrecoverable volumetric strain with confining pressure for sliding-zone soil.

Fig. 14. Hysteresis loops under cyclic seepage pressure at a 350 kPa confining pressure for sliding-zone soil: (a) 100 kPa, (b) 150 kPa, (c) 200 kPa, and (d) 300 kPa.

Fig. 15. Change in the porosity with seepage pressure amplitude for sliding-zone soil samples.

Fig. 16. Change in the pore size distribution of sliding-zone soil samples. S – Steady seepage pressure; C – Cyclic seepage pressure; L – After seepage; B – Before seepage.

Fig. 17. Change in the percentage of pore volume.

Fig. 18. Schematic depicting (a) soil particle structure, (b) water types on the clay particle surface, and (c) particle association.

Fig. 19. Characteristics of mesostructure of sliding-zone soil samples.

Fig. 20. The physicochemical reactions in the microstructure of sliding-zone soil under cyclic seepage pressure.

本研究定量闡明了循環(huán)滲壓下滑帶土的滲流特性與變形行為，并揭示了孔隙尺度的微觀機(jī)制。主要結(jié)論如下：

(1) 通過(guò)分析滲透系數(shù)變化，闡明了循環(huán)滲壓下滑帶土的滲流特性：滲透系數(shù)在循環(huán)滲壓下顯著波動(dòng)，且整體高于穩(wěn)態(tài)滲壓；循環(huán)加載過(guò)程中，平均滲透系數(shù)隨循環(huán)次數(shù)增加先降后穩(wěn)。

(2) 通過(guò)體應(yīng)變演化與滯回曲線特征，定量表征了循環(huán)滲壓下滑帶土的變形行為：體應(yīng)變持續(xù)波動(dòng)增長(zhǎng)，無(wú)穩(wěn)定階段，幅度顯著大于穩(wěn)態(tài)滲壓；依據(jù)滯回環(huán)形態(tài)劃分為三類，進(jìn)一步揭示了變形特征。

(3) 提出了考慮物化反應(yīng)的滑帶土孔隙結(jié)構(gòu)微觀機(jī)制：水化膨脹、顆粒聚集、礦物溶解與結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致粒內(nèi)孔隙與宏孔減少、粒間孔隙與團(tuán)聚體孔隙增多，這是滲流-變形特性變化的根本原因。

研究成果為揭示庫(kù)岸滑坡滑帶土在庫(kù)水運(yùn)行循環(huán)滲壓作用下的響應(yīng)機(jī)制提供了新見(jiàn)解，未來(lái)需進(jìn)一步闡明復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下滑帶土工程性質(zhì)響應(yīng)的深層機(jī)制。

GDS三軸試驗(yàn)系統(tǒng)(GDSTTS) 是一款完全自動(dòng)化的設(shè)計(jì)用于進(jìn)行應(yīng)力路徑試驗(yàn)的三軸試驗(yàn)系統(tǒng)。GDSTTS主要基于經(jīng)典的Bishop & Wesley應(yīng)力路徑三軸壓力室，直接控制施加于試樣上的應(yīng)力。系統(tǒng)可以配置商業(yè)型、標(biāo)準(zhǔn)型或高級(jí)壓力體積控制器(取決于要求的精度/ 最大壓力)。

適用直徑38/50mm試樣的壓力室可施加的最大軸向荷載為7kN，適用直徑70/100mm試樣的壓力室的軸向荷載最大可達(dá)25kN。 該系統(tǒng)可用于教學(xué)和科研實(shí)驗(yàn)室。

GDS三軸試驗(yàn)系統(tǒng)(GDSTTS) 

B檢測(cè)、不固結(jié)不排水(UU)三軸試驗(yàn)、固結(jié)排水(CD)三軸試驗(yàn)、固結(jié)不排水(CU)試驗(yàn)、固結(jié)(三軸)試驗(yàn)、恒應(yīng)力率加載(CRL)試驗(yàn)、恒應(yīng)變速率(CRS) 試驗(yàn)、低速循環(huán)試驗(yàn)、K0試驗(yàn)、多級(jí)加載試驗(yàn)、準(zhǔn)靜態(tài) (低速/蠕變) 試驗(yàn)和應(yīng)力路徑試

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