砂性土边坡稳定性离心模型试验研究

摘 要：借助于西南交通大学TLJ-2型离心机，具体研究了不同含水率下三组砂性土边坡模型的稳定及破坏情况，并分析了砂性土边坡的破坏机理和破坏特征。试验结果表明：含水量是影响砂性土边坡稳定的重要因素。从边坡模型破坏后情况分析，对于有着多级平台的砂性土边坡，滑面较浅，沿各级平台后缘拉裂而坍塌，其破坏类型属于牵引式滑动。

关 键 词：砂性土边坡；离心试验；含水率

Centrifuge Model Tests on the Stability of Sandy Soil Slopes

（Meng Guo-wei Chen Qiang Liu Shi-dong Chen Wei-tao）

(Civil Engineering College,Southwest Jiaotong University,Chengdu Sichuan 610031,China)

Abstract :Based on the TLJ-2 centrifuge of Southwest Jiaotong University, concretely studied the stability and damage of sandy soil slope models under different moisture content. Test results had shown that the stability of sandy soil slopes had closed relationship with moisture content. According to the damage situation after test, in regard to sandy soil slopes which have multiple platforms,whose slip surface was shallow and collapsed by tension crack along different levels of the plot form. The failure type of sandy soil slope is retrogressive slide.

Keywords: sandy soil slope; centrifuge model test; moisture content

1.引言：

随着我国交通的不断发展和完善，线路边坡工程地质条件也日趋复杂。在土质边坡工程中，边坡含水量的变化对于边坡的稳定和破坏有着重要的影响，尤其是在含水量增加的情况下，如在降雨条件下，很多学者对此有着较为深入的研究[1~3]。在对砂性土边坡的研究中，于玉贞[4]等对砂性土边坡的地震响应规律进行了深入的研究，孙德新，彭芳乐[5]等对砂土边坡深埋桩变形破坏进行了数值分析。对于简单砂性土边坡的破坏，其破坏的滑面一般呈直线

[6]，但是对于有着多级平台的边坡还缺乏相关较为深入的研究。本文拟利用离心试验，对不同含水量下有着多级平台的砂性土边坡进行了研究，包括边坡的稳定性分析、边坡位移变化分析以及砂性土边坡的破坏机理和破坏特征分析，为此类砂性土边坡的支护提供参考。

2.离心试验的设计

试验使用西南交通大学土工离心机实验室TLJ-2型离心机，最大离心加速度为200g(g为重力加速度)。试验用模型箱的尺寸为60cm(长)×40cm(宽)×40cm（高）。本文中离心试验所采用的主要参数的比尺关系如表1（n为离心加速度与重力加速度的比值，本试验中取n=100）所示。

表1 试验中主要参数的比尺关系[7,8]

Table 1 The ratio relationship of main parameters in the test

参数 符号 模型/原型

长度 L 1/n

应力 σ 1

应变 ε 1

位移 D 1/n

时间 T 1/n

弹性模量 E 1

试验用砂土取自广东地区某一边坡工程的土样，呈灰色，夹杂少量的黏性土。故试验土样中的中具有黏聚力，但数值较小。土样的天然含水率为18%，在含水量高于23.5%情况下由于，试验模型自然坍塌，故自然条件下此类砂性土边坡含水率不会超过这个数值。试验选