| 题名 | 基于水-岩（土）相互作用的红层滑坡形成机理 |
| 作者 | 蒋宇 |
| 答辩日期 | 2020 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 赵宇 |
| 关键词 | 红层滑坡 水岩(土)相互作用 形成机理 特征矿物 微观结构 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 其他题名 | Formation mechanism of red-strata landslide based on water-rock (soil) interaction |
| 学位专业 | 建筑与土木工程 |
| 英文摘要 | 红层滑坡在四川盆地大量发育，且具有群发性等特点，对人民生命财产和工程建设具有较大威胁。水是红层滑坡形成的主要因素之一，从水岩（土）相互作用角度能够更加系统且深入地揭示红层滑坡形成机理。本文通过矿物成分分析、微观结构分析、土工实验以及模拟实验等方法，以矿物成分为切入点，研究了水岩（土）相互作用对红层滑坡形成的内在机理及影响规律，取得的主要研究成果如下：（1）通过对滑带土矿物成分、微观结构以及强度和变形特征的分析，确定了对滑带土物理化学性质起控制性作用的特征矿物为黏土矿物（主要是伊利石）。黏土矿物（主要是伊利石）在红层滑坡滑带土所有矿物组分中具有较大占比；石英、长石等碎屑矿物被黏土基质包裹，在土体中不承担骨架作用；滑带土的应变软化特征与黏土矿物的张性解体和颗粒重排列有关；滑带土的高黏聚力、低内摩擦角是由于黏土矿物粒径小、比表面积大、表面带电等特性造成的。基于上述特征，综合确定了黏土矿物（主要是伊利石）是红层滑坡滑带土中的特征矿物。（2）通过高压开放流动体系模拟实验，确定了不同因素（压力、pH、流速、矿物种类）对水岩（土）化学作用的影响规律。选用黏土矿物和碎屑矿物的典型代表——蒙脱石和方解石作为实验材料，选取矿物溶解作用为研究对象，通过高压开放流动体系模拟实验确定了不同环境条件下水岩（土）化学作用规律。研究表明：矿物溶解速率随着压力的增大而增大，但是压力对溶解的提升存在一定的限度；②不同矿物对于压力的响应不同，蒙脱石的响应远远强于方解石；③酸性条件下矿物溶解速率与pH值呈负相关；④矿物溶解的流速效应十分复杂，受压强、pH和矿物种类的影响；⑤矿物溶解不满足化学计量关系。不同因素的影响效应不尽相同，主要与矿物晶体反应位、反应溶液H+活度、反应平衡状态等有关。（3）通过强度实验、崩解实验、理论分析等方法，结合矿物晶体特性，定量地确定了水岩（土）相互作用对红层滑坡形成的影响规律。由于滑带处长石类矿物的水解作用以及地下水对其它位置的次生黏土矿物的运移，滑带土中黏土矿物含量在滑坡形成过程中不断升高，导致滑带土黏聚力增大，而内摩擦角减小。原岩矿物在酸性水环境下发生强烈的溶解作用，致使土体微观结构从致密向松散破碎转换，导致滑带土强度显著降低。伊利石和蒙脱石等膨胀型矿物的存在使土体具有较强的崩解性，导致滑坡土体在季节性气候变化以及库水位变动等条件下发生崩解作用，在坡体内孕育大量崩解裂隙，既为地下水提供了渗流通道，又增强了坡体安全系数对雨强的敏感性。滑坡启动前大量雨水入渗，一方面显著增加了坡体的自重，另一方面在坡体内产生较高的静水压力，促进滑坡的发生。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 109 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/55009]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地灾害与地表过程重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 蒋宇. 基于水-岩（土）相互作用的红层滑坡形成机理[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
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