黄土泥岩接触地带界面滑坡的工程防护模型试验研究_李驰.docx

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1、 第 35 卷 增 2 岩石力学与工程学报 Vol.35 Supp.2 2016 年 10 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct.， 2016 黄土泥岩接触地带界面滑坡的工程防护模型 试验研究 李 驰 1， 杨 柳 1， 乌力吉那顺 1， 姚 德 2， 王晓荣 1 (1. 内蒙古工业大学 土木工程学院，内蒙古 呼和浩特 010051； 2. 内蒙古工业大学 化工学院，内蒙古 呼和浩特 010051) 摘要： 针对内蒙古黄土泥岩接触地带界面滑坡的工程地质灾害，设计锚杆挡土墙式工程防护比尺模型试验。通过 监测界面处、黄土层内

2、不同监测点的孔隙水压力、土压力、坡面标记点位移等数据，总结黄土层内土压力场、渗 流场以及坡面位移的变化规律，分析黄土泥岩界面滑移诱因及滑移机制。进而对锚杆挡土墙墙后土压力和墙体位 移的变化进行监测，并以锚杆挡土墙墙体位移量来评价工程防护的效果，试验结果表明在经历了 2 个降雨周期后， 锚杆挡土墙墙体平均位移量为 5.45 mm，远小于规范中要求的挡土墙失效位移。锚杆挡土墙可以防止黄土层在坡 脚处的滑移趋势，抑制黄土层内裂隙的发展，减缓界面处的位移发展，阻止并防护黄土泥岩界面滑坡的出现，是 黄土泥岩界面滑坡有效且可靠的工程防护形式。 关键词： 边坡工程；黄土泥岩界面滑坡；孔隙水压力；土压力；锚杆

3、挡土墙；模型试验 中图分类号： P 642 文献标识码： A 文章编号： 1000 6915(2016)增 2 3923 07 Model experiment of engineering protection on loess-mudstone interfacial landslide LI Chi1， YANG Liu1， WULIJI Nashun1， YAO De2， WANG Xiaorong1 (1. Civil Engineering Institute， Inner Mongolia University of Technology， Hohhot， Inner Mongo

4、lia 010051， China； 2. Chemical Engineering Institute， Inner Mongolia University of Technology， Hohhot， Inner Mongolia 010051， China) Abstract： Loess-mudstone interfacial landslide is one of the most prominent landslide hazards occurred in soil-rock contacting zones. A semi-similar material physical

5、model testing on anchor rod retaining wall was conducted to investigate the sliding mechanism of rainfall induced loess-mudstone interfacial landslides and the feasibility of engineering protection in this paper. The sliding mechanism of interface is analyzed through monitoring the pore water pressu

6、re， earth pressure and the displacement of slope surface markers along different sections of inner loess strata and interface between loess and mudstone. The variation of displacement and earth pressure behind anchor rod retaining wall were summarized. The results indicate that the average displacem

7、ent of anchor rod retaining wall is 5.45 mm after the during two rainfall period， is far less than the specification requirements. This study explores the anchor rod retaining wall can effectively prevent the sliding of slope at the slope toe， restrain the development of cracks within the slope， slo

8、w down the development of interface displacement， and prevent the loess-mudstone interface landslide. It also provides the scientific guidance for the 收稿日期： 2015 10 23； 修回日期： 2016 01 27 基金项目： 内蒙古自然科学基金重大项目 (ZD0602)；新世纪优秀人才支持计划 (NCET 111016)；内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划资 助项目 (YTST2013) Supported by Major Pro

9、gram of Natural Science Foundation of Inner Mongolia(Grant No. 2012ZD0602)， New Century Excellent Talents in University(Grant No. NCET 11 1016) and Program for Young Talents of Science and Technology in Universities of Inner Mongolia Autonomous Region(Grant No. YTST2013) 作者简介： 李 驰 (1973 )，女， 2006 年于

10、天津大学岩土工程专业获博士学位，现任教授，主要从事区域性岩土工程灾害防治及预警方面的教学与研 究工作。 E-mail： DOI： 10.13722/ki.jrme.2015.1451 3924 岩石力学与工程学报 2016 年 engineering prevention from geologic hazards of rainfall induced loess-mudstone interfacial landslide. Key words： slope engineering； loess-mudstone interfacial landslide； pore water pre

11、ssure； earth pressure； anchor rod retaining wall； model test 1 引 言 内蒙古黄土泥岩地带分布于呼包平原东南、蛮 汉山以西的山前地带，托克托县以南的黄河西岸及 其支流浑河、清水河流域地区，属晋陕蒙接壤区。 该地区土地资源、水电资源、矿产资源丰富，具备 建立能源、重化工基地的优越条件，开发潜力巨大。 表 1 试验参数相似比 Table 1 Similar ratio of parameters 刚度 抗拉 EI 强度 表 2 黄土的基本物理力学性能 Table 2 Basic physico-mechanical parameters

12、 of loess 干密度 / 天然含 渗透系数 / 黏聚力 / 内摩擦 陷等特性，降雨时，雨水经由黄土层渗透到接触界 面，由于下伏泥岩遇水软化且透水性较差，致使雨 水在界面汇集，使接触带附近的岩土长期处于过湿 或饱和状态，孔隙水压力增大，界面摩阻力急剧下 降，导致黄土泥岩地带的界面滑坡呈 “ 群发性 ” 趋 势，严重制约着当地的经济发展，对人民生命财产 安全危害性巨大 1。 目前对于黄土泥岩界面滑坡已经通过数值模拟 和模型试验取得较多的研究成果，其主要集中于黄 伏泥岩层则采用黏土作为相似材料来制作，黏土取 自内蒙古自治区赛罕区古力半村，考虑到模型试验 中主要研究水分入渗导致黄土泥岩接触面作用

13、特性 的变化，以及塑流状软化带的发展随降雨过程的变 化规律，故将相似材料的渗透系数作为与泥岩相似 首要满足的参数，即，泥岩相似材料的渗透性相似 比为 110。试验中通过实测黏土的击实功，可以控 制相似材料的渗透系数， 得到击实功与渗透系数的 关系如表 3 所示。已知，泥岩的渗透系数经验值为 8 土泥岩地质成因及变形特征、滑带土的剪切特性和 4.910 cm/s，由表 3 可知，当击实功为 15 次时， 结构特征，以及对界面滑移机制的研究 2-8，针对界 面滑坡的工程防护措施研究较少。本文在借鉴前人 研究成果的基础上，以内蒙古清水河县黄土泥岩地 带界面滑坡为工程背景，研究降雨条件下界面滑移 机制

14、，并建立了锚杆挡土墙工程防护的物理模型试 验。分析黄土泥岩界面的土压力场、渗流场以及坡 面位移变化规律，通过监测墙后土压力及墙体位移， 验证该工程防护措施的有效性，为黄土泥岩界面滑 坡的预警以及防护措施的工程应用提供理论指导。 2 室内模型试验的设计 2.1 相似理论 本文依据相似三定理 9，采用量纲分析法对试 验中所需要的参数进行推导得到表 1。考虑模型试 验的可操作性，选择模型相似比为 1 10，则 n = 10。 泥岩相似材料的渗透系数满足需求。 15 次击实功 下，泥岩相似材料的物理力学性质如表 4 所示。 表 3 击实功与渗透系数的关系 Table 3 Relationships b

15、etween compaction work and hydraulic conductivity 击实功 /次 渗透系数 /(10 8 cm s 1) 击实功 /次 渗透系数 /(10 8 cm s 1) 0 40.3 8 6.1 1 32.5 9 5.5 2 25.8 10 5.2 3 21.1 11 5.1 4 16.2 12 5.0 5 12.5 13 5.0 6 9.1 14 5.0 7 7.2 15 4.9 表 4 泥岩相似材料的物理力学性质 Table 4 The physico-mechanical properties of similar material 干密度 / 含水

16、 黏聚力 / 渗透系数 / 内摩擦 2.2 试验材料确定 (g cm 3) 孔隙比 率 /% kPa (10 8 cm s 1) 角 /( ) 采用半相似材料的物理模型试验。其中，黄土 2.18 0.25 7 126 4.9 42.5 层取自内蒙古清水河县，材料相似比为 1，通过室 内试验测定其基本物理力学性能，如表 2 所示。下 已有关于滑坡物理模型试验大多采用相似材料 3 n n 基本 量纲 应力 侧压 力P 降雨 强度q 长度 l 位移 u 时间 t 相似比 n n n n n n 黄土 地 层 与 下伏 泥 岩 幔 覆式 堆 积 接 触特 征 ，为 (g cm 3) 孔隙比 水率 /%

17、 (10 4 cm s 1) kPa 角 /( ) 界面 滑 坡 的 形成 提 供 了 有力 条 件 。 由于 黄 土 地 层质 1.652 0.55 13.2 1.30 30.5 30 地松 散 ， 大 孔隙 、 垂 直 节理 发 育 、 透水 性 强 、 易湿 第 35 卷 增 2 李 驰等：黄土泥岩接触地带界面滑坡的工程防护模型试验研究 3925 来制作 11-14，当相似材料成型之后，很难在其中布 设孔隙水压力或土压力传感器，无法实现对界面土 压力及孔隙水压力值变化的监测，故本试验中采用 半相似材料的物理模型试验。 根据规范 15选定板肋式锚杆挡土墙结构。挡土 板与肋柱依据模型材料与原

18、型材料结构刚度相似进 行选择，锚杆依据模型材料与原型材料的抗拉极限强 度标准值相似进行选择。原型及模型材料的物理力学 性能见表 5。 表 5 原型及模型材料的物理力学性能 Table 5 Physico-mechanical properties of similar material and prototype material 材料 弹性模量 /(104 Pa) 抗拉强度 /(104 Pa) 肋柱 2.81010 1 收集槽； 2 控制阀门； 3 喷淋器； 4 下垫面； 5 潜水泵； 6 供水管； 7 水箱 图 1 试验装置示意 Fig.1 Schematic diagram of the

19、 experiment system 相似材料，共设置 2 层锚杆，第 1 层锚杆长 60 cm， 第 2 层锚杆长 90 cm，锚杆的倾斜角度为 10 ，第 1 层锚杆自由端为 13 cm，嵌岩部分为 47 cm，第 2 层锚杆自由端为 46 cm，嵌岩部分为 44 cm，两层锚 杆间隔为 20 cm，第 1 层锚杆端头距离模型箱底部 原型材料 模型材料 挡土板 2.551010 锚杆 455 1 960 木条 8 100 胶合板 10 584 6 mm 螺丝杆 146 为 15 cm，第 2 层锚杆端头距离挡土墙顶部 5 cm。 锚杆挡土墙的示意如图 2 所示。 2.3 模型试验设计 设计

20、模型试验箱尺寸为 2.0 m0.6 m1.5 m(长 宽 高 )，承载力为 10 t，其中，三面钢板焊接，一 侧采用钢化玻璃作为观察窗，整体封闭不透水，放 置并焊接于 4 m2 m0.05 m(长 宽 高 )的钢板槽 内，便于对散料进行收集。 自行设计的喷洒式人工降雨装置，该装置由供 水装置、喷洒装置、及下垫面 3 个部分组成。供水装 置由直径 0.9 m，高 1.6 m 的圆柱状水箱，扬程 10 m 的潜水泵以及供水管组成，水箱中的水经潜水泵加 压后，经供水管由固定在试验平台上部的喷洒装置 喷出。喷洒装置采用以小孔为雨滴发生器的模拟装 置，雨滴发生器采用内径为 15 mm，外径为 21.3

21、mm，壁厚为 2.75 mm 的 PPR 管打孔制成。下垫面 采用黄土层表面铺设棉布的形式，一方面具有良好 肋柱 100 50 (a) 锚杆挡土墙侧视图 锚杆 300 50 100 (b) 锚杆挡土墙正视图 挡土板 的渗透效果，使降水可以均匀的入渗；另一方面可 以减少地表径流对表面黄土的搬运作用。试验装置 示意如图 1 所示。 按照规范选择板肋式锚杆挡土墙的尺寸，挡土 板混凝土强度 C20，墙高 1.5 m、墙宽 3.3 m、墙厚 0.25 m；肋柱用强度等级 C25 混凝土，高 4.5 m、宽 0.5 m、厚 0.5 m。模型试验中按照 n = 10 的几何相似 比确定模型尺寸，模型中挡土板

22、的尺寸为高 0.15 m、 宽 0.33 m、厚 0.025 m，肋柱的尺寸为高 0.45 m、 宽 0.05 m、厚 0.05 m。锚杆使用 6 mm 螺丝杆作为 图 2 锚杆挡土墙示意图 (单位： mm) Fig.2 Schematic diagram of the anchor rod retaining wall(unit：mm) 3 试验方案设计 锚杆挡土墙防护黄土泥岩界面滑坡的模型试验 方案主要包括以下几个方面： (1) 黄土泥岩接触带的模型设计：相似材料制 作的下伏泥岩模型与水平面夹角呈 15 ，模型前缘 1 2 3 黄 土 层 4 1 10 锚杆 2 泥 岩 层 3 4 10

23、400 400 400 400 400 100 150 200 100 100100 50636 100 100100 2 3 4 3 2 1 1 2 3 泥岩层 4 100 100100 3926 岩石力学与工程学报 2016 年 100 mm，后缘 636 mm。黄土层披覆式覆盖于泥岩 上，由刘传成 10可知，上覆黄土层厚度不大于 3 m， 是黄土泥岩接触地带发生界面滑坡的启动条件之 一，故模型中按照 1 10 相似比确定的黄土层厚为 300 mm。试验中模型坡度确定为 24 ，在确保模型 发生界面滑坡的情况下，验证锚杆挡土墙在较大边 4 400 4 3 400 3 2 400 2 1 4

24、00 1 400 坡倾角时的可靠性。 (2) 降雨量的试验模拟：查阅历史资料，内蒙 古清水河县雨季为每年 7 月到 8 月之间，清水河县 7 月日平均降雨量为 3.6 mm，单日最大降雨量为 65.8 mm；清水河县 8 月日平均降雨量为 3.3 mm， 单日最大降雨量为 87.4 mm16。考虑到试验的可行 性以及该地区的降雨特点，模型中降雨量设计为 24 mm，采用相似比 n 换算后，等效为原型单日降雨 量为 79.2 mm，与清水河地区 7 月 8 月的单日最大 降雨量较接近。采用 24 h 降雨周期，前 12 h 为降雨 期，单次降雨持续时间为 15 min，降雨量 1.5 mm， 降

25、雨时间间隔为 30 min，降雨强度为 0.1 mm/min， 后 12 h 为降雨间歇期，降雨周期循环进行 17-18。 (3) 模型制作及边界处理：因天然黄土层披覆 式覆盖在泥岩层上，将试验槽划分为若干层，根据 (b) 传感器布置俯视图 图 3 传感器布置图 (单位： mm) Fig.3 Schematic of sensor arrangement(unit： mm) 感器和 1 个孔隙水压力传感器，二者分别埋设在距 离滑坡体中线 20 mm 的同一水平面上，孔隙水压力 计的编号为 1， 3， 5，土压力传感器的编号为 2， 4， 6。用于监测模型内土压力、孔隙水压力的变化。 图 4 为

26、锚杆挡墙监测点布置图，显示了锚杆挡 土墙墙后土压力盒的布置及锚杆挡土墙墙前百分表 测点布置情况。将土压力盒紧贴挡土墙墙后对称埋 置在左右两侧，挡土墙的左侧竖向等间距安置 3 个 土压力盒，距离墙体左侧边缘 150 mm，每个土压力 盒间距为 100 mm，挡土墙右侧土压力盒的安装方式 与左侧一致，左右两侧共安置 6 个土压力盒，记为 每层的体积和黄土的天然密度，计算出铺设每层所 需黄土重量，然后将其均匀铺设在试验槽内，在层 与层之间做拉毛处理以增加整体性。对于泥岩层， 选取密度控制法，采用分层、分段人工木锤击实的 成型方法，将试验槽划分成若干层，每层划分成若 干区段，确定每个区段的体积，根据确

27、定的击实功 次数下黏土的密度，就可以确定该区段内需要填筑 黏土的质量并击实成型。 (4) 采集系统：将模型沿水平向以间隔 400 mm 肋柱 锚杆 100 50 5 6 5 4 5 2 5 5 5 3 5 1 300 50 100 挡土板 设置 4 个观测剖面，共设置 3 个观测层，最下一层 设在接触面上，编号为 1，其余 2 层分别设在距离 接触面垂直距离 100 mm 的面上，编号分别为 2 和 3。 图 3 为传感器布置剖面侧视图和俯视图，共设置 12 (a) 墙后土压力盒布置示意图 肋柱 锚杆 挡土板 个观测点，每一个观测点上分别埋设 1 个土压力传 4 1 1 5 2 6 3 100

28、 50 300 50 100 (b) 墙前百分表布置示意图 400 400 400 400 400 (a) 传感器布置侧视图 图 4 锚杆挡墙监测点布置图 (单位： mm) Fig.4 The Schematic diagram of monitoring locations of the anchor rod retaining wall(unit： mm) 20100 100 100 100 50300 300 4 3 5 3 3 5 2 3 5 1 3 5 4 3 6 3 3 6 2 3 6 1 3 6 水压力变化值/Pa土压力变化值/Pa土压力变化值/Pa第 35 卷 增 2 李 驰等

29、：黄土泥岩接触地带界面滑坡的工程防护模型试验研究 3927 5 1 5 6。锚杆挡土墙墙前百分表测点布置是将 百分表安置在挡土墙的墙前左右两侧，每个百分表 之间的间距为 100 mm，距离墙体边缘 150 mm。 4 数据分析与讨论 文中以第一观测剖面的第一观测层 (1 1)为 例，分析防护前后界面处孔隙水压力和土压力随降 雨时间的发展变化，分析黄土泥岩界面滑移机制以 及工程防护的效果。 4.1 1 1 断面水压力与土压力随降雨时间的变化 图 5(a)为防护前界面水压力变化曲线，由图可 知，坡脚在降雨持续 390 min 后开始出现破坏，在 降雨时间持续 1 450 min 后界面开始出现滑移

30、，至 1 600 min 是坡体滑塌整体破坏，试验结束。 0 720 min 为第 1 降雨期，雨水均匀入渗到土层中，孔隙 水压力均呈上升趋势，当降雨时间在 390 min 时发 生坡脚破坏，黄土层竖向位移增加，坡面裂隙出现 并逐步发展，界面处孔隙水压力在短暂上升后开始 下降，随着进入第 1 降水间歇期后水压力的变化逐 渐趋于稳定，但是雨水的入渗使土体的自重增加， 黄土层出现湿陷，界面附近裂隙发展逐渐加快，上 部土体中水沿着裂隙向界面处汇集，界面处黄土被 软化处于过饱和状态，接触面摩阻力减小，孔隙水 压力值在降雨时间持续到 1 450 min 时突然出现陡 增，黄土层沿界面发生整体滑移破坏。

31、40 知，各测点处水压力均呈上升趋势，说明增加防护 后，可以有效的阻止坡脚破坏的发生，约束整个坡 体的竖向位移。第 1 降雨间歇期，水压力上升趋势 较缓，雨水向坡脚处渗流，但是受到挡墙的阻挡， 坡脚未发生破坏。在第 2 个降雨周期，孔隙水压力 增长均匀，坡体未发生破坏。 2 160 2 880 min 为第 2 降雨周期降雨间歇期，界面处水压力明显上升， 说明雨水经黄土层内充分渗透汇集于界面处，在黄 土泥岩接触带附近形成软化带，但由于防护措施坡 体稳定未出现滑移，试验结束。 图 6 为防护前后 1 1 断面土压力随降雨时间的 变化曲线。未防护时在降雨时间 340 500 min，坡 脚开始破坏

32、，黄土层出现湿陷，到 1 440 min 时第 2 降雨期开始，土体沿界面开始滑移。防护后，土压 力值在降雨期呈稳定增长的趋势，在降雨间歇期增 长速度减慢直至趋于稳定，说明挡土墙的设置可以 有效的阻止坡脚处土层的位移，提高坡体沿界面的 抗滑能力。 40 30 20 10 0 10 20 0 300 600 900 1 200 1 500 1 800 时间 /min (a) 防护前 30 25 20 30 20 10 0 10 20 坡脚破坏 1 5 15 10 1 3 5 1 1 0 5 40 30 20 10 0 10 0 300 600 900 1 200 1 500 1 800 时间 /

33、min (a) 防护前 0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 时间 /min (b) 防护后 图 5 1 1 断面水压力随试验时间变化 0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 时间 /min (b) 防护后 图 6 1 1 断面土压力随试验时间变化曲线 Fig.6 Curves of earth pressure with time for the section 1 1 4.2 各观测断面标记点的位移分析 在坡面标记点的设置时，使用长为 30 mm，直 径为 1 mm 圆柱形木条和蓝色防水纸进行自制小旗， 将标记旗分别插入 4

34、 个观测断面处的坡面黄土中， 每个断面 3 个小旗分别记为 a， b， c，每个小旗之 间的间距设计为 150 mm，如图 7 所示。在防护模型 Fig.5 Curves of water pressure with time for the section 1 1 图 5(b)为防护后界面水压力变化曲线，由图可 试验中，在第 1 降雨周期和第 2 降雨周期结束后， 分别测量各监测点的相对位移如表 6 所示，分析试 验中坡面的位移随降雨时间的发展。 1 1 1 5 1 3 界面 滑 移 坡脚 破 坏 1 4 1 6 1 2 1 2 1 6 1 4 水压力变化值/Pa a a a a b b b

35、 b c c c c 400 400 400 400 400 4 3 2 1 墙后土压力变化值/Pa墙后土压力变化值/Pa 3928 岩石力学与工程学报 2016 年 a(b， c) 3 4 a(b， c) 2 a(b， c) 1 1 a(b， c) 黄 土 层 出现了裂缝，此时土体迁移情况比较明显。 4.3 锚杆挡土墙墙后土压力随降雨时间的变化 图 8 为防护后锚杆挡墙墙后土压力随降雨时间 的变化曲线。从图 8 中可以看出，锚杆挡土墙墙后 土压力随降雨周期而变化，在第 1 降雨期内 (0 720 2 泥岩层 3 4 400 400 400 400 400 (a) 坡面标记点位置布置侧视图 4

36、 3 2 1 min)，土压力的变化趋势较为缓慢，此时黄土随着 雨水的入渗，自身的自重应力逐渐增加，使得墙后 土压力相应增大，但黄土层位移不明显。随着进入 第 1 降雨间歇期后，降雨停止，雨水经黄土层不断 地渗透，此时土压力值呈稳定轻微上升趋势，坡体 中黄土开始湿陷并出现裂隙，土体发生轻微位移， 锚杆挡土墙墙后受到了滑移坡体的土压力作用。 (b) 坡面标记点位置示意图 图 7 坡体内各标记点位移示意图 (单位： mm) Fig.7 Schematic of mark point displacement(unit： mm) 由表 6 可知，第 1 降雨周期内，降雨后黄土层 发生的迁移相对比较缓

37、慢，水平向及竖向位移量较 小，但是第 2 观测断面的位移变化量相对较大，说 明在第 1 降雨周期内，坡体前段的黄土表层迁移过 程相对比较剧烈，并且可以明显观测到在黄土前段 的表面发生了裂隙。从第 2 降雨周期的位移数据以 50 40 30 20 10 0 10 20 15 10 5 0 5 10 15 0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 时间 /min (a) 右侧 及位移情况图可以看出，在经历了 2 个降雨周期后， 坡体整体已经基本趋于稳定，通过滑坡体前后段对 比可以看出，坡体前部及中部的黄土表层竖向位移 及水平位移量相对较大，且在黄土的表面及内部均 表

38、6 各观测断面标记点水平向和竖向相对位移 Table 6 The relative displacement table of horizontal and vertical markers 第 1 周期结束 第 2 周期结束 0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 时间 /min (b) 左侧 图 8 防护后锚杆挡墙墙后土压力随降雨时间的变化曲线 Fig.8 Curves of earth pressure with time behind the retaining wall 在第 2 降雨期内，随着降雨的持续，墙后土压 力值逐渐增加，并且黄土表面及内部出现

39、多处开裂， 坡体整体产生向下滑移的趋势。在第 2 降雨间歇期 观测 标记点 断面 位置 标记点竖 向位移 /mm 标记点水 平位移 /mm 标记点竖 向位移 /mm 标记点水 平位移 /mm a 5 3 33 42 1 b 5 4 33 43 c 5 4 32 41 a 5 27 30 85 2 b 5 29 30 87 c 5 28 30 84 a 6 4 13 59 3 b 6 7 13 61 c 6 5 13 58 a 6 5 10 21 4 b 6 6 10 23 c 6 4 10 22 后，土压力值基本趋于稳定。其中，墙后左侧监测 点 5 2 土压力值在 900 min 处出现跳跃点

40、，先下降后 上升，说明在监测点 5 2 附近，土体出现裂隙，土 压力值突然降低。黄土层在降雨时间持续 1 450 min 时发生整体滑移，当进行锚杆挡墙防护后，经历 2 个降雨期黄土层仍未发生滑移破坏，说明锚杆挡土 墙可以起到阻止黄土泥岩界面滑移的防护效果。 4.4 锚杆挡土墙位移分析 记录实验结束时锚杆挡土墙墙体各监测点的百 分表位移读数，如表 7 所示。 5 1 5 5 5 3 5 2 5 4 5 6 100100100 150 150 150 150 第 35 卷 增 2 李 驰等：黄土泥岩接触地带界面滑坡的工程防护模型试验研究 3929 表 7 锚杆挡土墙位移 Table 7 Disp

41、lacement of retaining wall body 百分表表号 位移 /(10 2 mm) 1 61 2 50 3 80 4 35 5 45 6 56 由表 7 分析可知，锚杆挡土墙墙体所设置的 6 个监测点位移量在 0.35 0.80 mm 范围，挡土墙整 体平均位移量为 0.545 mm，根据相似理论规则，推 出原型中挡土墙位移量 5.45 mm，经过查阅规范 15， 可以判断挡墙位移量远小于规范中要求的挡土墙失 效位移。证明锚杆挡土墙在经历了 2 个降雨周期后， 并未发生明显的墙体位移及变形，挡土墙发挥很好 的防护效果且挡墙未破坏。 5 结 论 (1) 采用半相似材料物理模型

42、试验，可以很好 地监测雨水下渗引起的黄土泥岩界面处土压力和孔 隙水压力的变化，以及雨水入渗引起的黄土层软化 至湿陷的过程。 (2) 通过锚杆挡土墙防护黄土泥岩界面滑坡的 模型试验，验证锚杆挡土墙处理界面滑坡的有效性。 依靠锚杆穿越黄土层并对泥岩层施锚，依靠挡土板 阻止降雨作用下坡脚处黄土的向下滑移，从而加强 黄土与泥岩的连接，保持黄土泥岩界面的稳定，是 黄土泥岩接触地带界面滑坡的有效工程防护形式。 由于模型试验中存在边界约束及材料相似等误 差，后续将进一步对文中模型试验的结果进行工程 验证。 参考文献 (References)： 1 中华人民共和国国土资源部 . 全国地质灾害通报 R. S.l

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