摘要:塔里木河干流沿岸分布着大量的风积沙,因季节性洪水的冲刷作用,导致河岸出现滑动破坏现象。为深入探究其破坏机理,通过开展室内直剪、压缩、渗透试验,探究在不同含水率、不同干密度条件下风积沙力学特性的变化规律。试验结果表明:(1)直剪试验:随着含水率增加,黏聚力呈先增大后减小的趋势,在最优含水率处达到峰值,变化曲线可以用二次函数来表示,内摩擦角呈线性减小的趋势。随着含水率增加,颗粒表面形成了具有黏滞性的水膜,达到最优含水率后,水膜产生的黏滞性减弱,导致黏聚力呈先增大后减小的趋势;水膜加厚导致颗粒间发生滚动时受到的滑动摩擦力减小。随着干密度增加,黏聚力、内摩擦角均呈线性增大的趋势。随着干密度增加,颗粒间距减小,范德华力增加,黏聚力增大;同时颗粒间接触咬合能力增强,内摩擦角增大。(2)压缩试验:随着含水率增加,压缩系数、回弹模量均呈线性增大的趋势。在同一轴向应力下,随着含水率增加,水膜加厚,颗粒间发生错动位移时所受到的阻力变小,压缩性增大,回弹量也增大。随着干密度增加,压缩系数呈线性减小的趋势,回弹模量呈线性增大的趋势。随着干密度增加,颗粒之间的联系紧密,颗粒之间发生错动位移时受到的阻力增大,土体接触点的弹性变形增加,压缩变形减小,回弹量增大。(3)渗透试验:随着干密度增加,渗透系数呈线性减小的趋势,分布在1×10-4 cm/s与3×10-4 cm/s之间,与经验得出的理论值相差2到3个数量级,对传统的理论渗透系数计算公式进行修正,排除因干密度较低造成的误差后,通过试验得到的实测值与计算得出的经验值较为接近,整体可以用一次函数来表示。随着干密度增加,水分子通过土体颗粒之间的孔隙时受到阻力变大,导致其渗透性减弱。研究结果可为塔里木河河岸的治理和维护提供参考。