本發(fā)明涉及到一種進(jìn)行邊坡淺層穩(wěn)定性分析時要采用的淺層深度范圍的確定方法；本發(fā)明還涉及到一種確定邊坡淺層區(qū)深度的三軸壓縮試驗方法。
背景技術(shù)：
目前巖土工程實踐中，土的三軸壓縮試驗結(jié)果的整理通常是通過土在不同周圍壓力下分別測試得到的各級周圍壓力下軸向受壓破壞時的軸向應(yīng)力峰值，并將各級周圍壓力及相應(yīng)的軸向受壓破壞時的軸向應(yīng)力峰值繪制成摩爾園，最后繪制各摩爾園的公切線而得到的一個直線方程作為土破壞面上正應(yīng)力與剪應(yīng)力的關(guān)系，從直線在豎向的剪應(yīng)力軸上的交點引出的平行正應(yīng)力軸的水平線與直線構(gòu)成的交角為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)之一的內(nèi)摩擦角，直線在豎向的剪應(yīng)力軸上的截距為為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)之一的黏聚力。
發(fā)生在邊坡淺層的溜坍、滑坡等坡面局部破壞相對邊坡深層整體滑坡破壞要頻繁得多，這主要是因為邊坡淺層土體受到各種氣候因素引起的風(fēng)化作用破壞了淺層區(qū)土體的整體性，并引發(fā)土體強(qiáng)度衰減而造成的，因此，提出了氣候影響區(qū)、氣候作用帶等來區(qū)分邊坡淺層區(qū)和深層，以便采取不同的穩(wěn)定性分析方法和防護(hù)與加固工程措施。另一方面，許多巖土工程技術(shù)人員早就發(fā)現(xiàn)，采用常規(guī)三軸壓縮試驗（最低一級周圍壓力為50kpa）得到的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行邊坡淺層穩(wěn)定的分析時，難以得到準(zhǔn)確分析結(jié)果，因而，常采用經(jīng)驗方法估算邊坡淺層區(qū)的深度和抗剪強(qiáng)度來進(jìn)行邊坡淺層的穩(wěn)定性分析。
為了更準(zhǔn)確地得到邊坡淺層區(qū)的深度和抗剪強(qiáng)度，以提高對邊坡淺層土體穩(wěn)定性分析的水平，有必要研發(fā)一種能依據(jù)邊坡淺層區(qū)土體受到壓力比常規(guī)荷載低的特征來測試邊坡淺層區(qū)的深度和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的試驗方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是研發(fā)一種能依據(jù)淺層低荷載下和常規(guī)荷載下兩者的抗剪強(qiáng)度存在明顯差異來區(qū)分邊坡淺層區(qū)和常規(guī)荷載區(qū)的方法。
大量的三軸壓縮試驗發(fā)現(xiàn)，原狀土（非飽和土）的固結(jié)不排水試驗得到的正應(yīng)力與剪應(yīng)力之間的關(guān)系并非是完全的線性關(guān)系，當(dāng)周圍壓力低于50kpa后對應(yīng)的剪應(yīng)力往往相對偏低。常規(guī)三軸壓縮試驗通過取50kpa、100kpa、200kpa、300kpa作為常規(guī)周圍壓力進(jìn)行試驗。本發(fā)明在采用常規(guī)周圍壓力進(jìn)行試驗的基礎(chǔ)上，增加6.25kpa、12.5kpa、25kpa三級周圍壓力或12.5kpa、25kpa兩級周圍壓力進(jìn)行試驗。由于所述增加的周圍壓力和常規(guī)的周圍壓力中最低一級周圍壓力（50kpa）構(gòu)成的荷載范圍相當(dāng)于邊坡淺層區(qū)受到的荷載條件，因此，可稱之為邊坡淺層區(qū)荷載。由常規(guī)的周圍壓力和淺層區(qū)荷載的周圍壓力整理試驗數(shù)據(jù)可得到抗剪強(qiáng)度直線（8）和（9），由兩直線交點（12）對應(yīng)的正應(yīng)力（13）可計算出相當(dāng)于正應(yīng)力（13）的土層深度，該土層深度即為淺層區(qū)分析深度。淺層區(qū)的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)可由抗剪強(qiáng)度直線（9）求取。運(yùn)用本發(fā)明所述的三軸壓縮試驗方法提供的邊坡淺層區(qū)分析深度及抗剪強(qiáng)度進(jìn)行邊坡淺層穩(wěn)定性的分析，能更準(zhǔn)確地劃分淺層區(qū)分析深度，更客觀地反映邊坡淺層破壞的實際受力和抗剪強(qiáng)度特性，適用于各類邊坡淺層區(qū)的穩(wěn)定性分析，尤其適用于分析膨脹土和類似膨脹土的邊坡淺層溜坍及滑坡破壞。
附圖說明
圖1是用三軸壓縮試驗確定邊坡淺層區(qū)深度的示意圖。
具體確定方法
下面結(jié)合附圖和具體步驟對本發(fā)明所述的確定方法進(jìn)行說明。
參見圖1，按如下步驟用三軸壓縮試驗來確定邊坡淺層區(qū)深度：
1)采取邊坡淺層（坡表面以下3米以內(nèi)）的土樣，按常規(guī)方法測試并計算邊坡淺層土層的平均容重；
2)使用豎向壓力加載精度小于1kpa的應(yīng)力控制式三軸壓縮儀按常規(guī)方法制備7個三軸壓縮試樣并進(jìn)行飽和；
3)按常規(guī)方法采用6.25kpa、12.5kpa、25kpa、50kpa、100kpa、200kpa、300kpa共7級周圍壓力進(jìn)行固結(jié)不排水三軸壓縮試驗；
4)整理常規(guī)方法整理試驗結(jié)果，繪制周圍壓力50kpa、100kpa、200kpa、300kpa下的摩爾應(yīng)力圓，得到常規(guī)荷載段抗剪強(qiáng)度直線8及相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)（黏聚力10、內(nèi)摩擦角14）；
5)整理常規(guī)方法整理試驗結(jié)果，繪制周圍壓力6.25kpa、12.5kpa、25kpa、50kpa下的摩爾應(yīng)力圓，得到淺層區(qū)荷載段抗剪強(qiáng)度直線8及相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)（黏聚力10、內(nèi)摩擦角14）；
6)由兩直線交點（12）對應(yīng)的正應(yīng)力（13）可按式（1）計算出相當(dāng)于正應(yīng)力（13）的土層深度，該土層深度即為淺層區(qū)分析深度，
式中：