646 工程科学学报，第40卷，第5期 盐能够在23.55~32.64mg·L-1维持稳定.而此时 黄土的抗剪强度减小.为获得饱和黄土在渗透剪切 的易溶盐总量约为初始状态黄土中易溶盐总量的三 中强度劣化的修正公式，本文对所获得的强度指标 百分之一至两百分之一，表明渗透作用发生时能够 值进行了拟合分析.通过EViews9.1对已获得数据 带走黄土中大量的易溶盐分.这种由于岩土体中渗 进行回归分析（图9和图10），图中点号为文中上述 流场发育而引起土体中化学成分变化的强度劣化效 试样编号，以加载速率和水头为自变量，以抗剪强度 应在工程中较多.此外，物理特性方面也发生变化， 指标（黏聚力）为因变量，得到黄土黏聚力修正公式 渗流场发育条件下，流动的水会对颗粒之间结构力 (5),同时得到了修正公式预测值与实测数据比较 产生影响.颗粒之间的摩擦力和咬合力降低后，随 的残差. 着荷载的增加，土体颗粒内部会产生定向排列.渗 c“=28.96-930.10×2-9.45×h+548.99×u 流场引起的强度劣化效应在工程中需要予以充分考 (5) 虑.据此，工程中可设置排水井及截排水沟等措施 式中：c“为渗透剪切中有效黏聚力，kPa:为加载速 对渗流场进行适当调整，进而弱化此种强度劣化 率，mm.min-';h为水头，m. 效应. 饱和黄土渗透剪切工况下，抗剪强度公式(6) 3.2黄土渗透剪切强度修正 需要修正为(7)，修正后的抗剪强度公式更加符合 为对本次渗透剪切试验中，饱和黄土强度指标 饱和黄土实际受力状态 降低的具体情况进一步分析，通过绘制莫尔圆包络 T=o X tano+c (6) 线的形式获得不同工况下的抗剪强度指标值，见表 T =o X tan o+c* (7) 2.表中“ST-0-0.5”表示渗透剪切中，水头高度为 式中：r为抗剪强度，kPa;o为正应力，kPa;p为内摩 0,剪切速率为0.5mm·mim-1.“ST-0-0.1”、“ST- 擦角，°；c和c“分别为试样常规剪切时的黏聚力和 20.05”等物理意义与之类似 渗透剪切时的黏聚力，kPa 从表2中可知，渗透剪切中，渗透作用的施加主 150 一试验值 要降低了黄土中黏聚力值，对于内摩擦角的影响相 120 ·拟合值 对较小，与机理解释中论述相对应.表2中获得的 抗剪强度指标值均为有效黏聚力和有效内摩擦角， 90 通过下面公式获得： 60 'arcsin tan a (3) 30 c'=-d cos (4) 式中：p'为有效内摩擦角，°；α为包络线与平均有效 点号 正应力轴的夹角，°：c'为有效黏聚力，kPa:d为包络 图9实际与拟合曲线图 线在剪应力轴上的截距，kPa Fig.9 Actual and fitted graph 表2渗透剪切中强度指标值变化情况 Table 2 Changes of strength intensity index in seepage shear 编号 剪切类型 c/kPa gp/() 袋 ST-0-0.5 70.46 26.44 2# ST-2-0.5 52.49 26.44 3# ST-0-0.1 75.15 22.57 4# ST-2-0.1 48.71 22.57 5# ST-0-0.05 51.26 32.12 -4-20 2 6# ST-2-0.05 38.00 30.63 残差值kPa 1# ST-1-0.1 71.21 22.57 图10残差图 8# ST-5-0.1 27.54 22.57 Fig.10 Residual graph 渗透剪切工况下黄土的内摩擦角P和黏聚力c 残差结果表明，修正公式残差较小，表明该公式 结果见表2，黄土的黏聚力明显降低，宏观上表现为 具有一定的适用性.在灌溉以及降雨诱发黄土滑坡工程科学学报,第 40 卷,第 5 期 盐能够在 23郾 55 ~ 32郾 64 mg·L - 1 维持稳定. 而此时 的易溶盐总量约为初始状态黄土中易溶盐总量的三 百分之一至两百分之一,表明渗透作用发生时能够 带走黄土中大量的易溶盐分. 这种由于岩土体中渗 流场发育而引起土体中化学成分变化的强度劣化效 应在工程中较多. 此外,物理特性方面也发生变化, 渗流场发育条件下,流动的水会对颗粒之间结构力 产生影响. 颗粒之间的摩擦力和咬合力降低后,随 着荷载的增加,土体颗粒内部会产生定向排列. 渗 流场引起的强度劣化效应在工程中需要予以充分考 虑. 据此,工程中可设置排水井及截排水沟等措施 对渗流场进行适当调整,进而弱化此种强度劣化 效应. 3郾 2 黄土渗透剪切强度修正 为对本次渗透剪切试验中,饱和黄土强度指标 降低的具体情况进一步分析,通过绘制莫尔圆包络 线的形式获得不同工况下的抗剪强度指标值,见表 2. 表中“ST鄄鄄0鄄鄄0郾 5冶表示渗透剪切中,水头高度为 0,剪切速率为 0郾 5 mm·min - 1 . “ ST鄄鄄 0鄄鄄 0郾 1冶、“ ST鄄鄄 2鄄鄄0郾 05冶等物理意义与之类似. 从表 2 中可知,渗透剪切中,渗透作用的施加主 要降低了黄土中黏聚力值,对于内摩擦角的影响相 对较小,与机理解释中论述相对应. 表 2 中获得的 抗剪强度指标值均为有效黏聚力和有效内摩擦角, 通过下面公式获得: 渍忆 = arcsin tan 琢 (3) c忆 = d cos 渍忆 (4) 式中:渍忆为有效内摩擦角,毅;琢 为包络线与平均有效 正应力轴的夹角,毅;c忆为有效黏聚力,kPa;d 为包络 线在剪应力轴上的截距,kPa. 表 2 渗透剪切中强度指标值变化情况 Table 2 Changes of strength intensity index in seepage shear 编号 剪切类型 c/ kPa 渍/ (毅) 1# ST鄄鄄0鄄鄄0郾 5 70郾 46 26郾 44 2# ST鄄鄄2鄄鄄0郾 5 52郾 49 26郾 44 3# ST鄄鄄0鄄鄄0郾 1 75郾 15 22郾 57 4# ST鄄鄄2鄄鄄0郾 1 48郾 71 22郾 57 5# ST鄄鄄0鄄鄄0郾 05 51郾 26 32郾 12 6# ST鄄鄄2鄄鄄0郾 05 38郾 00 30郾 63 7# ST鄄鄄1鄄鄄0郾 1 71郾 21 22郾 57 8# ST鄄鄄5鄄鄄0郾 1 27郾 54 22郾 57 渗透剪切工况下黄土的内摩擦角 渍 和黏聚力 c 结果见表 2,黄土的黏聚力明显降低,宏观上表现为 黄土的抗剪强度减小. 为获得饱和黄土在渗透剪切 中强度劣化的修正公式,本文对所获得的强度指标 值进行了拟合分析. 通过 EViews 9郾 1 对已获得数据 进行回归分析(图 9 和图 10),图中点号为文中上述 试样编号,以加载速率和水头为自变量,以抗剪强度 指标(黏聚力)为因变量,得到黄土黏聚力修正公式 (5),同时得到了修正公式预测值与实测数据比较 的残差. c ss = 28郾 96 - 930郾 10 伊 v 2 - 9郾 45 伊 h + 548郾 99 伊 v (5) 式中:c ss为渗透剪切中有效黏聚力,kPa;v 为加载速 率,mm·min - 1 ;h 为水头,m. 饱和黄土渗透剪切工况下,抗剪强度公式(6) 需要修正为(7),修正后的抗剪强度公式更加符合 饱和黄土实际受力状态. 子 = 滓 伊 tan渍 + c (6) 子 = 滓 伊 tan 渍 + c ss (7) 式中:子 为抗剪强度,kPa;滓 为正应力,kPa;渍 为内摩 擦角,毅;c 和 c ss分别为试样常规剪切时的黏聚力和 渗透剪切时的黏聚力,kPa. 图 9 实际与拟合曲线图 Fig. 9 Actual and fitted graph 图 10 残差图 Fig. 10 Residual graph 残差结果表明,修正公式残差较小,表明该公式 具有一定的适用性. 在灌溉以及降雨诱发黄土滑坡 ·646·