蒋家沟泥石流砾石土力学性状与起动过程分析研究

论文摘要

蒋家沟泥石流内广泛分布级配宽广的砾石土,砾石土的力学性状对于泥石流的起动发生有重要影响。饱和松散砾石土在各种外部作用下的力学响应对于揭示泥石流起动机制有重要意义。本文以蒋家沟物源区广泛分布的砾石土为研究对象,在资料收集、现场调查的基础上,利用大型直剪仪、三轴试验仪进行大量的试验,并运用临界土力学理论、静态液化理论对其力学性状特征进行了较为系统的研究与分析,并将试验结果与泥石流现象进行对照分析。主要研究内容如下:1、总结和阐述了蒋家沟泥石流发生的三大条件与两大因素,详细说明了蒋家沟泥石流发育的环境,如地质、气候、地理、地形地貌等环境特征等。2、利用中科院武汉岩土力学所自行研制的大型直剪仪,对蒋家沟砾石土进行了原型级配的不同含水率、不同干密度密度以及不同粗粒（>5mm）含量的直剪强度特征的试验研究。建立了蒋家沟砾石土强度与粗粒含量、粒径分布曲线特征指标值、含水率以及干密度的关系。3、对蒋家沟砾石土进行综合相似级配处理后进行三轴剪切试验。在不同密实度土样CU试验结果基础上,分析了土样的应力-应变、孔隙水压力以及应力路径特征;对蒋家沟砾石土的临界状态、稳态强度、孔隙水压力系数以及松散土样的静态液化势进行了分析,得出了不同密实度土样在不同围压下的力学性状的差异。4、将蒋家沟砾石土力学性状试验结果与泥石流起动过程现象进行对比分析,分析了蒋家沟泥石流起动过程中土体所受的各种外力作用。并在此基础上根据蒋家沟砾石土的各种力学性状特征,推断土体在各种外部作用下发生破坏,最终起动形成泥石流的过程机理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究意义与背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 问题的提出
• 1.4 稳态理论背景
• 1.5 本文主要研究内容
• 1.6 主要创新点
• 第二章 蒋家沟自然地理与地质概况
• 2.1 引言
• 2.2 蒋家沟流域地理位置
• 2.3 小江断裂与邻近区域内地震活动
• 2.4 蒋家沟自然与地质环境
• 2.5 蒋家沟流域地形地貌
• 2.6 人类活动情况
• 2.7 本章小结
• 第三章 蒋家沟砾石土直剪强度特征
• 3.1 引言
• 3.2 试验设备与材料
• 3.3 试验成果与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 蒋家沟砾石土三轴试验强度与稳态特征
• 4.1 引言
• 4.2 试验仪器与材料
• 4.3 结果与分析
• 4.4 蒋家沟砾石土稳态特征
• 4.5 蒋家沟砾石土静态液化特征
• 4.6 本章小结
• 第五章 泥石流起动与运动过程分析
• 5.1 引言
• 5.2 滑坡与泥石流联系与区别
• 5.3 土体起动前受力分析
• 5.4 泥石流运动过程中与周围土体的相互作用分析
• 5.5 土的力学性状与泥石流起动发生机理的关系
• 5.6 泥石流形成过程概念模式
• 5.7 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 本文存在的不足与未来研究工作展望
• 参考文献
• 博士在读期间参加科研项目与发表论文
• 致谢