控制厚度条件下崩岗土体的裂隙演化特征

王娜; 王佳妮; 张晓明; 段晓阳

doi:10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.024

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

控制厚度条件下崩岗土体的裂隙演化特征

更新时间：2025-03-12

- 控制厚度条件下崩岗土体的裂隙演化特征
- Evolution Characteristics of Cracks in Benggang Soil Under Controlled Thickness
- 水土保持学报 2021年35卷第6期页码：175-182
- 作者机构：
  
  华中农业大学资源与环境学院,武汉,430070
- 作者简介：
  
  [ "王娜(1997-),女,云南大理人,本科生,主要从事崩岗土体稳定性研究。E-mail:1944842800@qq.com" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目（41771307，41201271）长江科学院开放研究基金项目（CKWV2017522/KY）2020年湖北省大学生创新创业训练项目（S202010504045）
- DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.024
  中图分类号： TU443
- 纸质出版：2021
- 稿件说明：
移动端阅览
王娜, 王佳妮, 张晓明, 等. 控制厚度条件下崩岗土体的裂隙演化特征[J]. 水土保持学报, 2021,35(6):175-182.

WANG Na, WANG Jiani, ZHANG Xiaoming, et al. Evolution Characteristics of Cracks in Benggang Soil Under Controlled Thickness[J]. 2021, 35(6): 175-182.
王娜, 王佳妮, 张晓明, 等. 控制厚度条件下崩岗土体的裂隙演化特征[J]. 水土保持学报, 2021,35(6):175-182. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.024.

WANG Na, WANG Jiani, ZHANG Xiaoming, et al. Evolution Characteristics of Cracks in Benggang Soil Under Controlled Thickness[J]. 2021, 35(6): 175-182. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.024.

摘要

裂隙发育降低土体承载力、抗剪强度、凝聚力等力学特性，促使崩壁崩塌。在控制土体厚度（0.8，1.6，2.2 cm）条件下，对崩岗4层土体进行室内脱湿试验，通过相机定时定点拍照，并结合数字图像处理技术分析崩岗土体的裂隙演化特征。结果表明：（1）脱湿过程中土体变形均先产生核心收缩，后产生裂隙，且4层土中过渡层最早产生核心收缩与裂隙发育现象；（2）4层土之间，裂隙发育程度呈现为过渡层>红土层>表土层>砂土层，过渡层与砂土层的较大差异会破坏土体的稳定性，加速崩壁崩塌；（3）随着土体厚度的增加，裂隙发育现象减弱，核心收缩现象逐渐增强。对于直径为12 cm的崩岗土体，当厚度为2.2 cm时，无裂隙发育，仅产生核心收缩现象。研究结果可为研究崩壁崩塌机理、提高崩岗稳定性提供科学依据。

Abstract

The development of crack reduces soil bearing capacity

shear strength

cohesion and other mechanical properties

promotes wall collapse. Under the condition of controlling soil thickness (0.8 cm

1.6 cm and 2.2 cm)

the indoor dehumidification test was carried out on the four layers of Benggang soil. The crack evolution characteristics of Benggang soil were analyzed by taking photos at fixed time and fixed points with a camera sand combined with digital image processing technology. The results showed that: (1) During the dehumidification process

the soil deformation first produced radial shrinkage and then the cracks developed

and the transition layer of four layers soil first produced radial shrinkage and cracks. (2) Among the four layers of soil

the degree of crack development followed the order of transition layer > laterite layer > topsoil layer > sandy layer. The large difference between transition layer and sandy layer would destroy the stability of Benggang soil and accelerate wall collapse. (3) With the increasing of soil thickness

crack development gradually weakened

and the core shrinkage phenomenon increased gradually. For the Benggang soil with a diameter of 12 cm

when the thickness was 2.2 cm

there was no crack development and only core shrinkage. The research results could provide scientific bases for studying the collapse mechanism and improving the stability of Benggang soil.

关键词

Keywords

references

包承刚.非饱和土的性状及膨胀土边坡失稳问题[J].岩土工程学报, 2004, 26(1):1-5.

张家俊, 龚壁卫, 胡波, 等.干湿循环作用下膨胀土裂隙演化规律试验研究[J].岩土力学, 2011, 32(9):2729-2734.

王佳妮, 马戌, 张晓明.干湿循环下崩岗土体裂隙发育对其渗透性能的影响[J].水土保持学报, 2021, 35(1):90-95.

Dasog G S, Shashidara G B. Dimension and volume of cracks in a vertisol under different crop covers[J].Soil Science, 1993, 156(6):424-428.

易顺民, 黎志恒, 张延中.膨胀土裂隙结构的分形特征及其意义[J].岩土工程学报, 1999, 21(3):294-298.

卢再华, 陈正汉, 孙树国.南阳膨胀土变形与强度特性的三轴试验研究[J].岩土力学与工程学报, 2002, 21(5):717-723.

卢再华, 陈正汉, 蒲毅彬.原状膨胀土剪切损伤演化的定量分析[J].岩土力学与工程学报, 2004, 23(9):1428-1432.

Omidi G H, Thomas J C, Brown K M. Effect of desiccation cracking on the hydraulic conductivity of a compacted clay liner[J].Water, Soil and Soil Pollution, 1996, 89:91-103.

Daniel D E, Wu Y K. Compacted clay liners and covers for arid sites[J].Journal of Geotechnical Engineering, 1993, 119(2):223-237.

Albrecht B A, Benson C H. Effect of desiccation on compacted natural clays[J].Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2001, 127(1):67-75.

唐朝生, 施斌, 高玮.聚丙烯纤维和水泥对粘性土强度的影响及机理研究[J].工程地质学报, 2007, 15(1):108-113.

Rodriguez R, Sanchez M, Ledesma A, et al. Experimental and numerical analysis of desiccation of a mining waste[J].Canadian Geotechnical Journal, 2007, 44:644-658.

唐朝生, 崔玉军, 施斌, 等.膨胀土收缩开裂过程及其温度效应[J].岩土工程学报, 2012, 34(12):2181-2187.

冷挺, 唐朝生, 施斌.干湿循环条件下重塑膨胀土的裂隙发育特征及量化研究[J].工程地质学报, 2016, 24(5):856-862.

袁权, 谢锦宇, 任柯.边界约束对膨胀土干缩开裂的影响[J].工程地质学报, 2016, 24(4):604-609.

刘昌黎, 唐朝生, 李昊达, 等.界面粗糙度对土体龟裂影响的试验研究[J].工程地质学报, 2017, 25(5):1314-1321.

Nahlawi H, Kodikara J K. Laboratory experiments on desiccation cracking of thin soil layer[J].Geotechnical and Geological Engineering, 2006, 24:1641-1664.

曾浩, 唐朝生, 刘昌黎, 等.控制厚度条件下土体干缩开裂的界面摩擦效应[J].岩土工程学报, 2019, 41(3):544-553.

骆赵刚, 汪时机, 杨振北.膨胀土湿干胀缩裂隙演化及其定量分析[J].岩土力学, 2020, 41(7):1-11.

Lakshmikantham M R, Pratpere C, Ledesma A. Experimental evidence of size effect in soil cracking[J].Canadian Geotechnical Journal, 2008, 49(21):264-284.

唐朝生, 施斌, 崔玉军.土体干缩裂隙的形成发育过程及机理[J].岩土工程学报, 2018, 40(8):1415-1423.

吴志峰, 王继增.华南花岗岩风化壳岩土特性与崩岗侵蚀关系[J].水土保持学报, 2000, 14(2):31-35.

夏栋.南方花岗岩区崩岗崩壁稳定性研究[D].武汉:华中农业大学, 2015.

林銮, 唐朝生, 程青, 等.基于数字图像相关技术的土体干缩开裂过程研究[J].岩土工程学报, 2019, 41(7):1311-1318.

毕利东, 张斌, 潘继花.运用ImageJ软件分析土壤结构特征[J].土壤, 2009, 41(4):654-658.

叶万军, 万强, 申艳军, 等.干湿循环作用下膨胀土开裂和收缩特性试验研究[J].西安科技大学学报, 2016, 36(4):541-547.

冯延云.崩岗土体抗拉力学特性及对崩岗稳定性影响研究[D].武汉:华中农业大学, 2020.

浏览量

747

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

干湿效应下崩岗土体的裂隙演化及收缩变形规律

桂东南花岗岩红壤区典型崩岗剖面风化强度对理化特性的影响

集中水流下土石混合崩积体坡面侵蚀水动力特征试验研究

砾石含量及粒径对崩岗崩积体渗透特性的影响

坡度和流量对崩积体坡面细沟水流输沙能力的影响