广西是我国典型的岩溶发育区,崩塌、滑坡、危岩、塌陷等各种岩溶地质灾害多发。自2018年以来,本方向在对广西特殊性岩土的力学性质研究的基础上,开展了广西岩溶地质灾害成灾预防与治理、桂林岩溶地基的水土作用效应等方面的研究,取得了系列进展。
(1)揭示了危岩崩塌地质灾害影响因素及成灾机理。综合桂林典型岩溶区危岩体的稳定性分析和计算,进行了危岩落石现场及室内模拟实验。得到了不同环境条件下,危岩的失稳模式和运动归来,提出了相应的危岩的治理措施。
(2)针对桂林漓江一级阶地多元地基结构,利用自制的渗透变形仪,结合场地实际情况,通过控制砂土颗粒级配、压实度、粘粒含量以及矿物成分分析等,揭示了砂土变形破坏规律,并提出了岩溶地面塌陷相关防治措施
(3)研究碳酸铵溶液作用下红黏土的工程性质。通过直接剪切、一维固结以及变水头渗透试验,分别研究了不同浓度碳酸铵溶液作用下红黏土的抗剪强度、压缩性以及渗透性。利用双电层理论,计算不同浓度碳酸铵溶液浸泡后红黏土表面结合水膜厚度,并分析红黏土工程性质的影响机理。
(4)研究(NH4)2CO3溶液对红黏土崩解性的影响,以桂林红黏土为研究对象,通过自制的崩解装置,测试不同浓度(NH4)2CO3溶液作用下饱和红黏土的崩解特性,揭示崩解的微观机理;同时,结合溶液作用下抗剪强度和渗透性探讨崩解行为。
饱和红黏土在(NH4)2CO3溶液中的累积崩解率-时间曲线
(5)研究了污染红黏土的本构关系模型。通过将盐浓度取代吸力作为应力变量,考虑反映由于浓度变化而引起的饱和红黏土的先期固结压力和刚度变化特征,建立了修正BBM模型。
(6)研究酸溶液对红黏土工程性质的影响。通过配制不同pH值的酸溶液,模拟酸雨污染红粘土;测试不同pH值的酸溶液污染前后桂林红黏土物理力学性质指标;揭示了红黏土在酸溶液作用下的强度、变形、渗透等方面的变化规律,为岩溶地基设计及处理,提供了科学依据。
不同pH值条件下膨胀率-时间关系曲线