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题名小浪底北岸灌区原状土体强度水致劣化机理研究
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作者
李东森
李迎春
董金玉
王波波
孟邵锋
董文萍
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机构
河南水投小浪底北岸灌区工程有限公司
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出处
《华北水利水电大学学报(自然科学版)》
2025年第6期137-144,152,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(42090052)
河南省水利科技攻关项目(GG202268)
+1 种基金
华北水利水电大学高层次人才科研启动基金(202006003)
河南省科技攻关项目(232102320025)。
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文摘
【目的】区域内一旦遭遇极端降雨,雨水入渗将造成地下水位抬升,而地下水位的周期性波动使土体处于干湿循环条件,其内部结构与力学强度都会遭到破坏;另外,土体长时间处于浸泡状态,将导致土体胶结作用减弱,强度进一步降低。因此,研究土体强度水致劣化机理对准确评估极端降雨条件下隧洞工程防护设计具有重要理论意义与实践价值。【方法】以小浪底北岸灌区隧洞工程原状土体为研究对象,对经历不同干湿循环次数和不同浸泡时间的土样进行剪切试验和电子扫描显微镜试验,分析干湿循环过程、饱水浸泡过程中土体的抗剪强度及指标变化规律,深入探讨土体强度水致劣化机理。【结果】(1)前3次干湿循环对土体强度及强度参数的劣化效应最明显,后期循环次数再增加,强度的减小趋于缓慢;(2)黏聚力随干湿循环次数增加逐渐下降,内摩擦角整体呈下降趋势,但变动幅度不大;(3)土体抗剪强度随浸泡天数的增加呈逐渐降低的趋势,前15 d降低幅度最明显;(4)以15 d为分界点,黏聚力下降速度先快后慢,表现出明显的非线性下降规律;(5)内摩擦角随浸泡天数的增加呈下降趋势,但总体波动幅度不大。【结论】干湿循环和浸泡作用导致抗剪强度劣化,这是土体内亲水性黏土矿物吸水膨胀、失水收缩从而引发土颗粒水解、泥化等微结构变化的综合体现。
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关键词
干湿循环
浸泡时间
抗剪强度
微观结构
水致劣化机理
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Keywords
drying-wetting cycle
immersion time
shear strength
microstructure
water-induced strength deterioration mechanism
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分类号
TV16
[水利工程]
TU411.7
[建筑科学]
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