三峽庫區(qū)黃土坡滑坡滑帶土直剪應(yīng)力松弛特征試驗(yàn)研究

陳 瓊，楊林筱，陶現(xiàn)雨

(中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北 武漢 430074)

土的流變性主要包括以下幾個(gè)方面：蠕變特性、松弛特性、流動(dòng)特性和長期強(qiáng)度。應(yīng)力松弛是巖土材料應(yīng)變一定時(shí)，應(yīng)力隨時(shí)間而逐漸減小的現(xiàn)象。應(yīng)力松弛是巖土材料常見的流變特性之一，大量巖土工程項(xiàng)目中存在巖土體應(yīng)力松弛現(xiàn)象，例如隧道工程、基坑工程和滑坡工程中支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖相互作用過程的應(yīng)力松弛現(xiàn)象[1-5]。巖土體的應(yīng)力松弛特性對(duì)滑坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性具有重要影響[6-7]。巖土體的應(yīng)力松弛類型可分為非完全松弛和完全松弛兩種類型[8-9]。巖土體的應(yīng)力松弛量與其垂直壓力有關(guān)，巖土體的埋深越大，其開挖后應(yīng)力松弛量越大[10]。為了更加準(zhǔn)確地描述巖土體的應(yīng)力松弛特征，研究者們提出了各種巖土體應(yīng)力松弛模型[11-13]。目前一些研究者多采用室內(nèi)三軸試驗(yàn)[14]、直剪試驗(yàn)[15]等，研究不同應(yīng)變水平、不同固結(jié)條件下巖土體的應(yīng)力松弛特征。如張春曉等[16]以南寧膨脹土為例，采用彈性與黏彈性元件串聯(lián)來描述膨脹土的應(yīng)力松弛特性，該模型可以正確模擬膨脹土應(yīng)力松弛的全過程；汪明武等[17]以非飽和石灰改良膨脹土為例，采用GDS非飽和三軸應(yīng)力路徑系統(tǒng)獲取了其應(yīng)力松弛曲線，并針對(duì)獲得數(shù)據(jù)的振蕩變化特點(diǎn)，引入經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解理論研究了改良膨脹土應(yīng)力松弛過程的波動(dòng)特性；王志儉等[18]以安樂寺滑坡滑帶土為例，采用GDS非飽和土三軸試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)滑帶土應(yīng)力松弛特征進(jìn)行了試驗(yàn)研究，推導(dǎo)出了滑帶土應(yīng)力松弛模型；Paraskevopoulou等[4]以灰?guī)r為例，采用軸向加壓設(shè)備對(duì)灰?guī)r應(yīng)力松弛特征進(jìn)行了試驗(yàn)研究，通過灰?guī)r徑向應(yīng)變與應(yīng)力的變化曲線確定了灰?guī)r應(yīng)力松弛量與垂直壓力呈指數(shù)關(guān)系；趙振華等[19]開展了含卸壓孔的硬巖在峰前加載、松弛、再加載和再松弛模式下的應(yīng)力松弛試驗(yàn)，得出其峰前應(yīng)力松弛特征。

綜上研究可見，針對(duì)不同的巖土體，采用不同的試驗(yàn)方法得出的巖土體應(yīng)力松弛模型不盡相同。特別是在滑坡的穩(wěn)定性分析和計(jì)算中，經(jīng)常采用抗剪強(qiáng)度指標(biāo)來進(jìn)行計(jì)算和反演，工程實(shí)踐中積累了豐富的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。目前采用三軸試驗(yàn)對(duì)滑坡滑帶土應(yīng)力松弛特征進(jìn)行的研究較多，而采用直剪儀對(duì)滑帶土應(yīng)力松弛特征研究的試驗(yàn)結(jié)果非常少，因此研究滑坡滑帶土在不同的垂直壓力、應(yīng)變條件下的剪應(yīng)力松弛特征則非常必要。基于此，本文以三峽庫區(qū)黃土坡滑坡滑帶土為例，開展了該滑坡滑帶土直剪應(yīng)力松弛特征的試驗(yàn)研究，研究結(jié)果對(duì)滑坡的長期穩(wěn)定性計(jì)算和支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。

1 工程概況

圖1 黃土坡滑坡1#崩滑堆積體平面圖Fig.1 Plan view of No.1 collapse and sliding accumu- lation mass of Huangtupo landslide

圖2 黃土坡滑坡典型剖面圖Fig.2 Typical crosssection of Huangtupo landslide

黃土坡滑坡位于湖北省恩施土家族苗族自治州巴東縣，根據(jù)勘察資料，該滑坡由臨江1#崩滑堆積體、臨江2#崩滑堆積體、園藝場滑坡和變電站滑坡組成[20]，面積為135×104m2，體積為6 934×104m3，屬于特大型滑坡。為了研究該滑坡的演化機(jī)理和防治措施，2010年2月中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)在黃土坡滑坡臨江1#崩滑堆積體上修建了巴東野外大型綜合試驗(yàn)場，其主要包括1條穿過滑體、滑帶和滑床的試驗(yàn)主隧洞和5條試驗(yàn)支洞，見圖1。試驗(yàn)主隧洞全長908 m，1#、4#支洞洞深為5 m，2#支洞洞深為10 m，3#支洞洞深為145 m，5#支洞洞深為40 m。臨江1#崩滑堆積體代表性縱剖面見圖2。在3#支洞揭露滑帶土，滑帶土埋深在20～50 m之間，為了研究原位滑帶土的流變特性，沿滑帶走向開挖試驗(yàn)平洞，然后進(jìn)行原位剪切試驗(yàn)。在進(jìn)行原位剪切試驗(yàn)時(shí)，需要安裝壓力盒、位移計(jì)、孔隙水壓力計(jì)等量測儀器，但在安裝這些儀器時(shí)發(fā)現(xiàn)該滑坡滑帶土存在應(yīng)力松弛現(xiàn)象，導(dǎo)致傳感器的初始值在緩慢地變動(dòng)。鑒于此，本文重點(diǎn)開展黃土滑坡滑帶土的剪切應(yīng)力松弛試驗(yàn)。

2 材料與方法

本次試驗(yàn)樣品取自黃土坡滑坡3#支洞試驗(yàn)平洞內(nèi)的滑帶土，其基本物理性質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 黃土滑坡3#支洞試驗(yàn)平洞內(nèi)滑帶土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)

注：括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為平均值。

為了更真實(shí)地模擬現(xiàn)場條件下該滑坡滑帶土的物理狀態(tài)，將試樣按如下方法制備：首先人工剔除滑帶土中大于2 mm的顆粒，再根據(jù)滑帶土的含水狀態(tài)配成19.16%含水率的濕土，置于保濕缸中靜止24 h以上備用；然后根據(jù)原狀樣試驗(yàn)結(jié)果，將備用濕土按天然密度為2.07 g/cm3制成環(huán)刀樣，試樣直徑為61.8 mm、高度為20 mm；最后將制好的試樣放入真空飽和缸中，抽真空4 h，再注入去離子水浸泡24 h。

本次直剪試驗(yàn)采用南京寧曦儀器有限公司生產(chǎn)的四聯(lián)等應(yīng)變直剪儀，軸向荷載由砝碼施加，剪應(yīng)變由電機(jī)控制；垂直位移和水平位移由位移傳感器測量并由數(shù)據(jù)采集器記錄，數(shù)據(jù)采樣間隔為10 s。

為了研究不同埋深的滑帶土應(yīng)力松弛特征和變化規(guī)律，將滑帶土試樣分別在100 kPa、200 kPa、400 kPa、800 kPa垂直壓力下排水固結(jié)，直至垂直變形不大于0.01 mm/h；然后以0.02 mm/min的剪切速率分級(jí)施加剪切應(yīng)變。為了研究峰值強(qiáng)度前后滑帶土的應(yīng)力松弛特征，控制剪應(yīng)變分別為1.62%、3.24%、4.85%、6.47%、8.09%、9.71%、11.33%、12.94%，達(dá)到目標(biāo)剪應(yīng)變后停止剪切，保持剪應(yīng)變不變，記錄滑帶土應(yīng)力松弛數(shù)據(jù)，每級(jí)剪應(yīng)變持續(xù)24 h后再加載下一級(jí)剪應(yīng)變。

3 結(jié)果與分析

3.1 滑帶土應(yīng)力松弛總體特征

為了便于討論，定義某級(jí)恒應(yīng)變條件下滑帶土松弛開始時(shí)的剪切應(yīng)力τmax與松弛24 h后的剪切應(yīng)力τmin之差為應(yīng)力松弛量Δτ，殘余應(yīng)力比為k=τmin/τmax，松弛應(yīng)力比為R=Δτ/τmax。以剪切位移增量1 mm、剪切速率0.02 mm/min、應(yīng)力松弛時(shí)間24 h為例，繪制4組滑帶土在不同垂直壓力(σn)下剪切應(yīng)力與時(shí)間的關(guān)系曲線，見圖3。

圖3 不同垂直壓力下滑帶土剪切應(yīng)力與時(shí)間的關(guān)系曲線Fig.3 Stress relaxation and time of sliding zone soil with different vertical pressure注：圖中虛線代表剪應(yīng)力最大值包絡(luò)線。

由圖3可見，隨著垂直壓力的增加，滑帶土剪切應(yīng)力不斷增加；隨著剪應(yīng)變的增加，滑帶土剪切應(yīng)力表現(xiàn)出輕微的應(yīng)變軟化趨勢。

通過滑帶土各級(jí)應(yīng)變下剪切應(yīng)力的最大值和松弛24 h后的穩(wěn)定剪切應(yīng)力值，可以得到不同垂直壓力下滑帶土的峰值強(qiáng)度指標(biāo)和穩(wěn)定松弛強(qiáng)度指標(biāo)，分別為cmax、φmax和cmin、φmin，其結(jié)果見表2。

由表2可知，滑帶土的穩(wěn)定松弛強(qiáng)度指標(biāo)約為峰值強(qiáng)度指標(biāo)的78.31%和85.65%，說明應(yīng)力松弛對(duì)滑帶土黏聚力的影響較對(duì)內(nèi)摩擦角的影響更大，這是因?yàn)榛瑤恋膽?yīng)力松弛過程是以黏彈性為主，當(dāng)應(yīng)變一定且應(yīng)力松弛后，黏性有減弱的趨勢。

表2 滑帶土的直剪強(qiáng)度指標(biāo)

3.2 滑帶土應(yīng)力松弛過程中剪應(yīng)力與時(shí)間的關(guān)系

為了研究滑帶土應(yīng)力松弛過程中剪應(yīng)力隨時(shí)間的變化，以垂直壓力σn=800 kPa為例，對(duì)不同剪應(yīng)變下滑帶土的應(yīng)力松弛曲線進(jìn)行了研究，其結(jié)果見圖4。

圖4 不同剪應(yīng)變下滑帶土的應(yīng)力松弛曲線(σn=800 kPa)Fig.4 Stress relaxation curves of sliding zone soil with different shear strain (σn=800 kPa)

由圖4可見：應(yīng)力松弛初期，滑帶土的剪應(yīng)力衰減較快，隨著時(shí)間的增加，應(yīng)力松弛過程趨于穩(wěn)定；當(dāng)剪應(yīng)變(γ)超過6.47%之后，滑帶土的應(yīng)力松弛曲線幾乎相同。

為了研究滑帶土應(yīng)力松弛量所占的百分比，以垂直壓力σn=800 kPa為例，對(duì)滑帶土的應(yīng)力松弛曲線進(jìn)行了歸一化處理，其結(jié)果見圖5。

圖5 不同剪應(yīng)變下滑帶土的歸一化應(yīng)力松弛曲線 (σn=800 kPa)Fig.5 Normalized stress relaxation curves of sliding zone soil with different shear stain (σn=800 kPa)

由圖5可見：隨著剪應(yīng)變的增大，滑帶土應(yīng)力松弛曲線存在明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)之前滑帶土的應(yīng)力松弛速率快速降低，轉(zhuǎn)折點(diǎn)之后滑帶土的應(yīng)力松弛速率緩慢降低或趨近于水平;隨著剪應(yīng)變的增大，滑帶土的殘余應(yīng)力比k增大，最終趨于0.90。

3.3 滑帶土的應(yīng)力松弛量和應(yīng)力松弛比

不同垂直壓力下滑帶土應(yīng)力松弛量與剪應(yīng)變的關(guān)系曲線，見圖6。

圖6 不同垂直壓力下滑帶土應(yīng)力松弛量與剪應(yīng)變的 關(guān)系曲線Fig.6 Stress relaxation amount and shear strain of sliding zone soil with different vertical pressure

由圖6可見，隨著垂直壓力的增大，滑帶土的應(yīng)力松弛量逐漸增大；隨著剪應(yīng)變的增大，滑帶土的應(yīng)力松弛量呈先增加后減小的趨勢。

不同剪應(yīng)變下滑帶土應(yīng)力松弛量與垂直壓力的關(guān)系曲線，見圖7。

圖7 不同剪應(yīng)變下滑帶土應(yīng)力松弛量與垂直壓力的 關(guān)系Fig.7 Stress relaxation amount and vertical pressure of sliding zone soil with different shear stain

由圖7可見，滑帶土的應(yīng)力松弛量與垂直壓力為線性關(guān)系，且其曲線斜率隨著剪應(yīng)變的增大而減小。

不同垂直壓力下滑帶土應(yīng)力松弛比與剪應(yīng)變的關(guān)系曲線，見圖8。

圖8 不同垂直壓力下滑帶土應(yīng)力松弛比與剪應(yīng)變的 關(guān)系曲線Fig.8 Stress relaxation ratio and shear strain of sliding zone soil with different vertical pressure

由圖8可見，滑帶土的應(yīng)力松弛比整體上隨著剪應(yīng)變的增大呈遞減的趨勢。

4 討論與分析

4.1 滑帶土非線性應(yīng)力松弛經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀p指數(shù)衰減模型

類似于土的蠕變曲線階段劃分，有的學(xué)者嘗試將滑帶土的應(yīng)力松弛曲線人為地劃分為三部分：瞬間松弛階段、衰減松弛階段和穩(wěn)定松弛階段[15,21]。這樣劃分的好處是可以對(duì)滑帶土的應(yīng)力松弛曲線進(jìn)行細(xì)分，能夠反映滑帶土彈性階段、彈黏性階段，不便之處是建立滑帶土應(yīng)力松弛模型時(shí)需要的參數(shù)較多，且三個(gè)階段拐點(diǎn)的劃分界限不是很嚴(yán)格。本文通過對(duì)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，如果以應(yīng)力松弛曲線曲率最大點(diǎn)(T)為分界點(diǎn)，滑帶土的應(yīng)力松弛曲線可以減少成兩段式劃分，所需的試驗(yàn)參數(shù)較少，擬合效果較好，劃分界限的求解具有唯一性。以垂直壓力為800 kPa、剪應(yīng)變?chǔ)?12.94%的滑帶土應(yīng)力松弛曲線(見圖9)為例，可知以曲率最小點(diǎn)(t=0.88 h)為分界點(diǎn)可將滑帶土應(yīng)力松弛曲線分為兩個(gè)松弛階段：第I松弛階段時(shí)間較短，約占總時(shí)間的12.33%，應(yīng)力松弛速率較快，且其速率的衰減也較快，應(yīng)力松弛量約占總松弛量的74.14%，這一階段滑帶土的應(yīng)力松弛以彈塑性為主；而第II松弛階段持續(xù)時(shí)間則較長，應(yīng)力松弛速率較慢，且其速率的衰減逐漸減小，應(yīng)力松弛量約占總松弛量的25.86%，這一階段滑帶土的應(yīng)力松弛以黏塑性為主。根據(jù)應(yīng)力松弛曲線的變化趨勢可知，該滑帶土應(yīng)力松弛量隨著時(shí)間的延長會(huì)趨向于某一固定值，表現(xiàn)出非完全應(yīng)力松弛的特征。

圖9 剪應(yīng)變?yōu)?2.94%時(shí)滑帶土的應(yīng)力松弛曲線 (σn=800 kPa)Fig.9 The stress relaxation curve of sliding zone soil at shear strain of 12.94%(σn=800 kPa)

根據(jù)滑帶土應(yīng)力松弛曲線的特點(diǎn)，將其劃分成兩段以后，可采用雙指數(shù)衰減模型來描述滑帶土應(yīng)力松弛過程中剪切應(yīng)力與時(shí)間的關(guān)系：

τ(t)=τ0+A1e-t/b1+A2e-t/b2

(1)

式中：τo為t=∞時(shí)滑帶土的殘余剪切應(yīng)力；A1、A2為與滑帶土兩階段應(yīng)力松弛量有關(guān)的參數(shù)；b1、b2為與滑帶土兩階段持續(xù)時(shí)間有關(guān)的參數(shù)。各參數(shù)均由試驗(yàn)確定。

本文利用Matlab軟件，采用雙指數(shù)衰減模型對(duì)滑帶土的應(yīng)力松弛試驗(yàn)曲線進(jìn)行了擬合，其擬合結(jié)果見表3。

表3 雙指數(shù)衰減模型對(duì)滑帶土應(yīng)力松弛曲線的擬合結(jié)果

續(xù)表3

垂直壓力/kPa剪應(yīng)變/%τ0/kPaA1A2b1b2R21.6222.575.71440.54.9214 6200.9603.2461.518.60947.57.6727 8500.9654.8574.907.53428.75.9717 9700.9126.4776.316.02356.75.8337 1400.9332008.0976.186.69226.26.4644 1900.9299.7175.378.00169.65.9982 0500.87011.3380.816.18278.03.6332 8600.88812.9481.446.45187.42.3518 7400.7491.62107.510.4676.39.8916 4200.9843.24137.911.9104810.228 7100.9784.85157.811.5427.78.9719 6400.9706.47163.98.39531.07.7434 4900.9604008.09161.59.64290.110.359 4000.9489.71166.48.34352.87.2340 5100.95411.33172.38.32514.44.5728 9700.93912.94173.38.84318.43.7623 9200.8991.62160.219.8688.323.714 7700.9953.24238.924.11 28724.029 8400.9864.85278.322.1648.421.522 3400.9846.47291.918.4582.917.827 6700.9848008.09296.319.3341.016.726 9800.9829.71295.423.7264.615.434 9400.97111.33308.117.9457.710.126 6800.97912.94309.616.2406.19.2820 0800.984

由表3可知，采用雙指數(shù)衰減模型對(duì)滑帶土應(yīng)力松弛試驗(yàn)曲線進(jìn)行擬合的精度較高，R2平均值介于0.901～0.984之間。

將垂直壓力為800 kPa、剪應(yīng)變?yōu)?2.94%時(shí)滑帶土應(yīng)力松弛的試驗(yàn)曲線與雙指數(shù)衰減模型的擬合曲線進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果見圖10。

圖10 剪應(yīng)變?yōu)?2.94%時(shí)滑帶土應(yīng)力松弛試驗(yàn)曲線與 雙指數(shù)衰減模型擬合曲線的對(duì)比(σn=800 kPa)Fig.10 The test and fitting curve of stress relaxation of sliding zone soil at shear strain of 12.94% (σn=800 kPa)

由圖10可見，滑帶土應(yīng)力松弛雙指數(shù)衰減模型的擬合曲線與試驗(yàn)曲線有較好的吻合度，能夠正確地反映滑帶土應(yīng)力松弛曲線的基本特點(diǎn)。

4.2 滑帶土雙指數(shù)應(yīng)力松弛特征

通過滑帶土應(yīng)力松弛雙指數(shù)衰減模型的擬合曲線，能夠以T點(diǎn)為分界點(diǎn)定量地劃分滑帶土兩個(gè)松弛階段，進(jìn)而可以精確地計(jì)算出不同的垂直壓力、剪應(yīng)變條件下滑帶土應(yīng)力松弛拐點(diǎn)(T點(diǎn))對(duì)應(yīng)的時(shí)間，見圖11。

圖11 不同垂直壓力和剪應(yīng)變下滑帶土應(yīng)力松弛雙指數(shù) 衰減模型擬合曲線的拐點(diǎn)(T點(diǎn))時(shí)間分布圖Fig.11 The distribution diagram of turning point of the fitting curve of the double exponential decay model of the stress relaxation of sliding zone soil with different vertical pressure and shear strain

由圖11可見，除了剪應(yīng)變?yōu)?.24%以外，其他剪應(yīng)變條件下滑帶土應(yīng)力松弛雙指數(shù)衰減模型擬合曲線拐點(diǎn)T(兩個(gè)松弛階段的分隔時(shí)間點(diǎn))所對(duì)應(yīng)的時(shí)間均分布在973～2 425 s內(nèi)，且與垂直壓力存在一定的關(guān)系：低垂直壓力(100 kPa、200 kPa)時(shí)拐點(diǎn)(T點(diǎn))均分布在1 943 s以下;高垂直壓力(400 kPa、800 kPa)時(shí)(T點(diǎn))多分布在1 943 s以上。其實(shí)，該擬合曲線拐點(diǎn)T的時(shí)間分布與滑帶土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線密切相關(guān)(見圖3)，當(dāng)應(yīng)變?yōu)?.24%時(shí)滑帶土的剪切應(yīng)力接近峰值強(qiáng)度，所以其彈塑性達(dá)到最大，導(dǎo)致出現(xiàn)黏塑性的時(shí)間延長。

第I、第II松弛階段滑帶土應(yīng)力松弛量的占比分布圖，見圖12。

圖12 第I、II松弛階段滑帶土應(yīng)力松弛量的占比分布圖Fig.12 The distribution diagram of the stress relaxation amount proportion of relaxation stage I and II of sliding zone soil

由12可見：第I松弛階段內(nèi)滑帶土的應(yīng)力松弛量占總松弛量的60%～80%；第II松弛階段內(nèi)滑帶土的應(yīng)力松弛量占總松弛量的20%～40%；第I松弛階段與第II松弛階段內(nèi)滑帶土的應(yīng)力松弛量呈對(duì)稱的關(guān)系，且第I松弛階段滑帶土應(yīng)力松弛量的大小決定了總應(yīng)力松弛量的大小和分布。

為了研究剪應(yīng)變?cè)隽看笮?duì)滑帶土應(yīng)力松弛特征的影響，開展了剪應(yīng)變?cè)隽繛棣う?=3.24%的滑帶土應(yīng)力松弛試驗(yàn)。以垂直壓力為800 kPa為例，分別繪制剪應(yīng)變?cè)隽糠謩e為Δγ1=1.62%和Δγ2=3.24%時(shí)滑帶土應(yīng)力松弛雙指數(shù)衰減模型擬合曲線拐點(diǎn)(T點(diǎn))時(shí)間與剪應(yīng)變的關(guān)系曲線以及滑帶土第I、第II松弛階段應(yīng)力松弛量占比與剪應(yīng)變的關(guān)系曲線，見圖13和圖14。

圖13 不同剪應(yīng)變?cè)隽肯禄瑤翍?yīng)力松弛擬合曲線拐點(diǎn) (T點(diǎn))出現(xiàn)的時(shí)間與剪應(yīng)變的關(guān)系曲線 (σn=800 kPa)Fig.13 The relationship between turning point time of the fitting curve of stress relaxation of sliding zone soil and shear strain with different shear strain increments based on double exponential decay model

圖14 不同剪應(yīng)變?cè)隽肯禄瑤恋贗、第II松弛階段應(yīng)力 松弛量占比與剪應(yīng)變的關(guān)系曲線(σn=800 kPa)Fig.14 The relationship between the stress relaxation amount proportion of relaxation stage proportion of sliding zone soil and shear strain of relaxation stage I and II with different shear strain increments(σn=800 kPa)

由圖13和圖14可見，剪應(yīng)變?cè)隽吭叫。瑤翍?yīng)力松弛雙指數(shù)衰減模型擬合曲線拐點(diǎn)T的時(shí)間越大，第I松弛階段滑帶土應(yīng)力松弛量的占比也越大，這與應(yīng)力松弛時(shí)間、土樣排水固結(jié)密切相關(guān)；當(dāng)剪應(yīng)變?cè)隽吭黾右槐稌r(shí)，達(dá)到相同應(yīng)變(如14.58%)所需的時(shí)間減小了一半。

5 結(jié) 論

通過對(duì)三峽庫區(qū)黃土坡滑坡飽和滑帶土開展不同的垂直壓力和剪應(yīng)變?cè)隽織l件下直剪應(yīng)力松弛試驗(yàn)，得出如下結(jié)論：

(1) 不同垂直壓力下滑帶土的應(yīng)力松弛曲線以最大曲率點(diǎn)(T點(diǎn))為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，可將其應(yīng)力松弛過程分為兩個(gè)階段，符合雙指數(shù)衰減模型。第I松弛階段時(shí)間短，滑帶土的應(yīng)力松弛速率快，應(yīng)力松弛量大；第II松弛階段時(shí)間長，滑帶土的應(yīng)力松弛速率逐漸減小，應(yīng)力松弛量較小。

(2) 不同垂直壓力下滑帶土的應(yīng)力松弛曲線均表現(xiàn)為非完全松弛型，由于排水固結(jié)和黏土顆粒的重新排列，滑帶土應(yīng)力松弛穩(wěn)定時(shí)的黏聚力和內(nèi)摩擦角均減小。

(3) 相同垂直壓力下，隨著剪應(yīng)變的增加，滑帶土的應(yīng)力松弛量Δτ呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，滑帶土的應(yīng)力松弛比R呈降低的趨勢，滑帶土的應(yīng)力松弛量Δτ與垂直壓力為線性關(guān)系。

(4) 相同垂直壓力下，增加剪應(yīng)變?cè)隽喀う?，則滑帶土應(yīng)力松弛雙指數(shù)衰減模型擬合曲線拐點(diǎn)(T點(diǎn))出現(xiàn)的時(shí)間減小，第I松弛階段滑帶土的應(yīng)力松弛量的占比減??；第I松弛階段、第II松弛階段滑帶土的應(yīng)力松弛量占比均向?qū)ΨQ軸靠近。