濕陷性黃土的工程特性

濕陷性黃土的工程特性摘要：本文價紹了濕陷性黃土的工程性質(zhì)，并依據(jù)王洼線地區(qū)濕陷性黃土物理力學(xué)性標(biāo)確定了濕陷性黃土等級，并確立了采用灰土攪拌樁消除其濕陷性做為本線的主要工程處理措施。關(guān)鍵詞：濕陷性黃土；工程特性；濕陷性等級；灰土攪拌樁1濕陷性黃土的工程特性黃土是指第四紀以來在干旱、半干旱氣候條件下陸相沉積的一種特殊土，濕陷性黃土是黃土的一種，在一定的壓力下，下沉穩(wěn)定后，受水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉，故在濕陷性黃土場地上進行建設(shè)，應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性、地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對不均勻沉降限制的嚴格程度，采取以地基處理為主的綜合措施，防止地基濕陷對建筑產(chǎn)生危害。l.1濕陷性黃土的顆粒組成我國濕陷性黃土的顆粒主要為粉土顆粒，占總重量約50?70%,而粉土顆粒中又以0.05?0.01mm的粗粉土顆粒為多，占總重約40.60%，小于0.005mm的粘土顆粒較少，占總重約14.28%，大于0.1mm的細砂顆粒占總重在5%以內(nèi)，基本上無大于0.25mm的中砂顆粒。從以下表1可見，濕潤陷性黃土的顆粒從西北向東南有逐漸變細的規(guī)律。表丨 濕陷性黃土的顆粒（mm）組成地名>0.050.05?0.010.01?0.005<0.005平均值常見值平均值常見值平均值常見值平均值常見值蘭州1910?255750?65105?10145?25西安95?155040?601610?202520?30洛陽115?154840?601310?152820?35太原2715?355040?6075?151610?20延安2420?304840?55119?151710?25上述顆粒的礦物成分，粗顆粒中主要是石英和長石，粘粒中主要是中等親水性的伊利石（見表2）。此外，在濕陷性黃土中又含有較多的水溶鹽，呈固態(tài)或半固態(tài)分布在各種顆粒的表面。表2濕潤陷民生黃土的礦物成分和水溶鹽含量地區(qū)粗顆粒的主要礦物細顆粒的主要礦物水溶鹽含量（％）易溶鹽中溶鹽難溶鹽山西石英、長石伊利石0.02?0.66極少11?13陜西石英、長石伊利石0.03?0.95極少9?14甘肅石英、長石伊利石0.10?0.900.5?1.410黃土是干旱或半干旱氣候條件下的沉積物，在生成初期，土中水分不斷蒸發(fā)，土孔隙中的毛細作用，使水分逐漸集聚到較粗顆粒的接觸點處。同時，細粉粒、粘粒和一些水溶鹽類也不同程度的集聚到粗顆粒的接觸點形成膠結(jié)。試驗研究表明，粗粉粒和砂粒在黃土結(jié)構(gòu)中起骨架作用，由于在濕陷性黃土中砂粒含量很少，而且大部分砂粒不能直接接觸，能直接接觸的大多為粗粉粒。細粉粒通常依附在較大顆粒表面，特別是集聚在較大顆粒的接觸點處與膠體物質(zhì)一起作為填充材料。粘粒以及土體中所含的各種化學(xué)物質(zhì)如鋁、鐵物質(zhì)和一些無定型的鹽類等，多集聚在較大顆粒的接觸點起膠結(jié)和半膠結(jié)作用，作為黃土骨架的砂粒和粗粉粒，在天然狀態(tài)下，由于上述膠結(jié)物的凝聚結(jié)晶作用被牢固的粘結(jié)著，故使?jié)裣菪渣S土具有較高的強度，而遇水時，水對各種膠結(jié)物的軟化作用，土的強度突然下降便產(chǎn)生濕陷。1.2土的濕度和密度濕陷性黃土之所以在一定壓力下受水時產(chǎn)生顯著附加下沉，除上述在遇水時顆粒接觸點處膠結(jié)物的軟化作用外，還在于土的欠壓密狀態(tài)，干旱氣候條件下，無論是風(fēng)積或是坡積和洪積的黃土層，其蒸發(fā)影響深度大于大氣降水的影響深度，在其形成過程中，充分的壓力和適宜的濕度往往不能同時具備，導(dǎo)致土層的壓密欠佳。接近地表2--3米的土層，受大氣降水的影響，一般具有適宜壓密的濕度，但此時上覆土重很小，土層得不到充分的壓密，便形成了低濕度、高孔隙率的濕陷性黃土。濕陷性黃土在天然狀態(tài)下保持低濕和高孔隙率是其產(chǎn)生濕陷的充分條件。我國濕陷性黃土分布地區(qū)大部分年平均降雨量約在250?500mm,而蒸發(fā)量卻遠遠超過降雨量，因而濕陷性黃土的天然濕度一般在塑限含水量左右，或更低一些。表3我國濕陷性黃土的天然含水量，塑限值，液限值地名天然含水量（％）塑限（％）液限（％）平均值常見值平均值常見值平均值常見值蘭州117?161714?202720?30西安1912?251815?223225?37太原145?201715?202620?30子長147?201918?202825?30延安147—201816?222925?33平?jīng)?612?221916?223025?35表4我國濕陷性黃土的孔隙地名孔隙比（e）平均值常見值蘭州1.080.85?1.27西安1.040.85?1.22太原O.960.82?1.13洛陽0.930.82?1.03延安1.171.00?1.32子長1.040.89?1.22在豎向剖面上,我國濕潤陷性黃土的孔隙比一般隨深度增加而減小,其含水量則隨

深度增加而增加，有的地區(qū)這種現(xiàn)象比較明顯，為此較薄的濕陷性土層往往不具自重濕陷或自重濕陷不明顯。2王洼線濕陷性黃土的地質(zhì)特征2.1地層巖性王洼線鐵路路基所經(jīng)地區(qū)主要為第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積砂質(zhì)黃土，詳述如下：1、砂質(zhì)黃土（Q3eo13）：黃褐色為主，厚度大于30m,土質(zhì)均勻，具孔隙，以粉粒為主,潮濕，稍密-中密，11級普通土，O°=120kPa。該層土物理力學(xué)指標(biāo)特征參數(shù)詳見下表5。第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積砂質(zhì)黃土（Qeol3）物理力學(xué)特征參數(shù) 表5統(tǒng)計項目^單位最大值最小值平均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)樣本個數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值'試驗項maxminfmOf6(%)含水量（w）%24.109.0017.225.31330.30861020.33容重g/cm32.101.651.930.17400.0903102.03干容重g/cm1.751.511.640.08630.0526101.69比重（Gs）g/cm32.712.72.700.00320.0012102.70孔隙比（e）0.790.540.650.08870.1363100.70飽和度（Sr）%99.5031.6074.5628.00470.37561090.96液限（wL）%29.5025.6026.831.18790.04431027.53塑限（wP）%18.4016.5017.280.58840.03411017.62塑性指數(shù)（Ip）11.109.009.550.64510.0675109.93液性指數(shù)（IL）0.67-0.87-0.020.5440-30.2219100.30壓縮系數(shù)（a”O(jiān)2）MPa-10.360.160.250.06710.2694100.29壓縮模量（Eso102）MPa10.504.306.842.15570.3152105.58直剪內(nèi)摩擦角（＜P）o24.7024.4024.550.21210.0086224.05試驗?zāi)哿Γ–）kPa23.9023.8023.850.07070.0030223.682.2濕陷性等級特殊巖土主要為地表廣泛分布的砂質(zhì)黃土具W級（很嚴重）自重濕陷性見表6,濕陷性土層厚度約20m,致使該區(qū)域陷穴發(fā)育。取樣深度代表深度自重濕陷系數(shù)修正系數(shù)代表層厚濕陷系數(shù)修正系數(shù)代表層厚計算自重濕陷量總濕陷量(m)(m)6zsP。(cm)6sP(cm)(cm)(cm)2.2-2.40-30.0321.23000.0771.215011.5213.864.6-5.03-60.0391.23000.0621.230014.0422.327.5-7.96-90.0821.23000.1141.230029.5241.049.6-10.09-110.029