土壤固化劑改善紅層土邊坡抗沖刷性試驗(yàn)研究.pdf

1、紅層在我國(guó)的分布廣泛，其中西南地區(qū)的紅層是分布最廣泛、最具代表性的，西南地區(qū)紅層主要分布于四川省、重慶市以及四川盆地邊遠(yuǎn)地區(qū)。紅層具有粘土礦物含量高、固結(jié)陳化差、層間結(jié)合不良、軟硬相間成層的特點(diǎn)，因此其土質(zhì)強(qiáng)度較低、遇水后易崩解、軟化性高、單軸抗壓強(qiáng)度低等不良力學(xué)特性。
　　本文采用固化劑固化四川綿陽(yáng)地區(qū)紅層土。通過(guò)室內(nèi)土工和人工模擬邊坡沖刷試驗(yàn)，研究了固化紅層土的抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗?jié)B性及水穩(wěn)性的影響因素和規(guī)律，分析了影響邊坡

2、坡面穩(wěn)定的主要因素，并探討固化劑固土方法對(duì)提髙邊坡穩(wěn)定及抗沖刷性的防護(hù)效果。主要研究成果如下：
　　（1）素紅層土水穩(wěn)性極差，內(nèi)摩擦角為25.20°，且黏聚力為8.82kPa，抗壓強(qiáng)度為50kPa，紅層土土邊坡工程會(huì)由于強(qiáng)度低而容易發(fā)生邊坡失穩(wěn)破壞。兩種固化劑，三種加固方法均能有效提高紅層土的抗剪、抗壓強(qiáng)度及水穩(wěn)性。并且黏聚力 C比紅層土增大了23.0％～200.9%，內(nèi)摩擦角φ比紅層土增大了3.1%～82.6%，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度提

3、高了31.3%～504.8%。
　　（2）紅層土抗剪、抗壓強(qiáng)度的影響因素主要包括固化劑摻量及養(yǎng)護(hù)齡期。固化紅層土的內(nèi)摩擦角、黏聚力和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度均隨著固化劑摻量、養(yǎng)護(hù)齡期的增加而增加，但需注意的是，粘土石化劑和水泥混合料固化的試件，水泥摻量較高時(shí)，隨粘土石化劑摻量的增大，固化土試件抗剪及抗壓強(qiáng)度雖繼續(xù)增大但增幅降低，特別地，當(dāng)水泥摻量為5%時(shí)，固化土強(qiáng)度增幅降低明顯，并且黏土固化劑對(duì)重塑試件無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度有一定的“修復(fù)”作用，使

4、試件破壞重塑后，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的損耗降低。
　?。?）影響素紅層土和固化土邊坡坡面穩(wěn)定及抗沖刷性能力強(qiáng)弱的主要因素有放水流量和邊坡坡度。隨放水流量和坡度的增大，徑流量也持續(xù)增大。沖刷產(chǎn)固體顆粒量和徑流含固體顆粒量隨放水流量的增大而增加，隨邊坡坡度的增大呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，其極限坡度值為45°。不同放水流量和坡度條件下，徑流強(qiáng)度的變化趨勢(shì)相同，在沖刷起始階段（0～5min）內(nèi)，增加幅度較大，5min后增大趨勢(shì)變小，并逐漸趨于穩(wěn)

5、定，并且放水流量對(duì)徑流強(qiáng)度的影響較大，坡度對(duì)徑流強(qiáng)度的影響較小。
　　（4）摻入固化劑后，與素土邊坡相比，固化土邊坡坡面的含沙總量降低了62.23%～77.86%，含沙總量明顯減少，且與素土坡面相比，固化土坡面的徑流含固體顆粒量降低明顯，并且徑流含固體顆粒量隨沖刷時(shí)間延長(zhǎng)的變化幅度較小。說(shuō)明固化劑對(duì)降低坡面徑流含固體顆粒量，提高坡面抗沖刷性的防護(hù)效果顯著。
　　綜合考慮水泥和粘土石化劑對(duì)紅層土力學(xué)特性及邊坡抗沖刷性的影響，建