气候影响下红黏土边坡的湿热特性

• 作 者: 沙桢晖
• 出 处: 桂林理工大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 红黏土边坡 土-水特征曲线 热导率 现场响应 湿热耦合

边坡失稳会带来巨大的人员伤亡和财产流失,滑坡在全世界范围内都经常出现,因此全世界一直没有停下对边坡稳定性的研究。红黏土广泛地出现于广西、云南、贵州等地,具有一定膨胀性,变形和强度对温湿度的改变极其敏感,而边坡失稳的最主要原因就是抗剪强度的减小,因此,研究温湿度对红黏土的耦合性至关重要。本文选取广西桂林市桂林理工大学雁山校区内某红黏土边坡作为研究对象,通过室内试验和室外实测相结合的方式,初步探讨了红黏土湿热耦合的特征,具体得到的结论如下:热导率研究方面:热量大部分通过液相和固相传递,气相传递能力较弱。导热系数随着吸力的增加,呈非均匀性变化。当吸力未超过进气值时,热导率有小幅度地上升,随着有小幅度地下降,然后快速地下降。热导率的变化规律几乎与饱和度同步,这是因为饱和度是最直接反应三相关系的物性指标,但在饱和度较大时,导热率的变化幅度远小于饱和度,根据热力学第二定律,提高温度,可以减小两者变化幅度的不同。持水特性研究方面:利用压力板仪测得的SWCC,密度越大,结构越致密;含水率在大于最优含水率时,土体内部孔隙分布更均匀,反之则更散乱。且所有的曲线都具有“平台期”,这说明双孔隙结构十分明显,土样内部分布呈现“点对点”和“团对团”及“团对点”的分布形式。现场试验研究方面:在大气环境的作用下,红黏土边坡同一位置处土体温度的变化幅度会随着土体埋置深度的增加而逐渐减小。当土体深度大于大气环境对红黏土边坡土体温度的影响深度时,土体温度受外界净辐射量及大气温度的影响会变小。对于一天当中的土体温度变化,无论气温高或低,都可以找到大气环境对红黏土边坡的日影响深度,因此,利用地温对建筑物恒温,不仅环保经济,而且切实可行。在持续降雨期间,边坡土体含水量大幅增加,导致土体导热系数变大,热量的传递速度也更快,浅层的热量也就更快的迁移到深层土体。而热量的传递又会促进湿度场的均一化。由此可知,边坡土体含水量的变化是影响边坡稳定性的主要因素,温度的变化起着促进作用,温度和湿度的耦合作用最终导致边坡趋于不稳定。