黄土湿陷性的影响因素分析

【摘 要】 湿陷性黄土在我国分布范围很广，其湿陷性对工程产生重大影响。本文总结了黄土湿陷性的影响因素目的是为加深对黄土湿陷性的认识，更加有效地对湿陷性进行评价。

【关键词】黄土湿陷性因素有效地

引言

湿陷系数是表征土体湿陷变形特征的重要指标之一，该指标的获得一般是通过室内浸水压缩试验确定，大量的试验结果和土的湿陷变形性质表明，土工参数间常常包含一定的依存关系，黄土之所以具有湿陷性，是因为土体具有在压力下受水浸湿时将产生急剧而大量的附加下沉的性能，而这一性能，又是由于土体本身的物理特性所致。

一、黄土的性质

1.1湿陷性黄土的物理性质

我国湿陷性黄土的几个物理性质指标的一般值为：

容重―1．33～1．819／cm3，多数为1．40～1．609／crrl3；

天然含水量―7％～23％，多数为12％～20％；

孔隙比―0.78～1.50，多数为0.8～1．2；

液限―21.7%～32.5%多数为25%～31%；当液限在30％以上时，黄土的湿陷性较弱，且多为非自重湿陷性黄土，当液限小与30％时，湿陷一般较强烈。

塑性指数―6.7～13.1，多数为8～12。

我国湿陷性黄土物性指标，由北向南的变化规律大体是：除孔隙比外，其他几项均是由小变大，孔隙比则由大变小。这些地区的物性指标依此为：容重、天然含水量、液限基本上由小变大，孔隙比和塑性指数基本上由大变小。黄土的主要特征首先从颜色上是黄色系列，以棕黄色和淡黄色为主，具有多孔性，孔隙度一般为40％～50％，并有柱状节理。在天然状态下能经常保持垂直边坡；在天然状态下含水量小，干燥时坚固，遇水容易剥落和遭受侵蚀。

1.2黄土湿陷性

黄土湿陷性是指天然黄土在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并发生显著附加下沉的性质。湿陷性黄土地基或场地分为自重湿陷与非自重湿陷两种类型。在工程勘察过程中，对黄土的湿陷性，应按室内压缩试验在一定压力下测定的湿陷系数文值来判定。湿陷性系数δs值，应按下式计算：

δs=(hp-h'p)／ho

式中：hp――保持天然的湿度和结构的土样，加压至一定压力时，下沉稳定后的高度，cm；

H'p――上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度，cm；

ho――土样的原始高度，cm。

当δs

当δs≥0.015时，应定性为湿陷性黄土。

在工程中，建筑场地的湿陷类型，应按实测自重的量或按室内压缩量计的计算自重湿陷量来判定。当实测或计算自重湿陷量≤7cm时，应定为非自重湿陷性黄土场地；当实测或计算自重湿陷量>7cm时，应定为自重湿陷性黄土场地。如根据室内试验划分，则计算湿陷

深度的自重湿陷量>7～11cm时，定为有自重湿陷黄土地基或场地，

1．3湿陷性黄土的力学性质

湿陷性黄土的力学性质通常用压缩系数、压缩模量、内摩擦角、凝聚力和无侧限抗压变形方面的指标表示。对建筑工程说比较有意义的是反映变形方面的指标。对铁路工程来说反映强度方面的指标在生产实际中意义较大。湿陷性黄土的力学性质，在同一场地里，有时变化是较大的，规律性较差。

湿陷性的影响因数细分

影响黄土湿陷性产生的因素有很多，可分为黄土的空隙性、黄土的密度、黄土的形成时代、黄土的形成过程、黄土中的粘粒含量、黄土所受的压力、黄土的含水性、黄土的压缩性。

2.1黄土的空隙性

其中黄土的空隙包括开空隙和闭空隙。针对黄土的空隙性对湿陷性的影响，很多专家学者都有研究，一般来说，黄土的孔隙性越大黄土的湿陷性越强。

黄土结构示意图

2.2黄土的形成时代

总的来说，在完整的黄土地层剖面中，自地表向下依次第一层黄土宜判为中等湿陷性；第二层黄土宜判为轻微湿陷性；第三及以下各层黄土可判为无湿陷性。

2.3黄土的密度

黄土的密度是指单位体积内黄土的质量，它是研究黄土湿陷性的必需考虑的指标。黄土的密度一般来讲较小。其原因 ，是因为密度越大 ，土的密实程度往往越高 ，孔隙比较小 ，所以黄土的湿陷性弱。

2.4黄土的形成

黄土在形成过程中很多因素会对形成后的湿陷性黄土有很大的影响。其中黄土的形成时间 ，形成过程中渗水的次数的多少都有很重要的作用。因此 ，在研究黄土的湿陷性中研究黄土的形成过程很关键。

2.5黄土中的粘粒含量

粘粒是指粒径小于 0.005mm 的细粒。黄土的粘粒含量越少，黄土的湿陷性越强 ，反之湿陷性越弱。黄土中的所含的粘粒越少，黄土的骨架以胶结形薄膜状为主，这种胶结强度低 ，容易破坏 ，因而湿陷性强。而黄土中粘粒含量高时黄土骨架结形式多以镶嵌状为主，这种胶结强度高不易破坏，因而黄土的湿陷性越弱。

2.6黄土所受的压力

压力对黄土的湿陷性的影响规律是 ：随着黄土的压力的越大，黄土的湿陷性越大，过了一个湿陷值后，黄土的压力越大，黄土的湿陷性越小。

黄土的湿陷性与压力的关系图

2.7黄土的含水性

一般来说：黄土的含水较少，含水率一般在 10%~30% 之间 ，黄土常处于半固态或硬塑状态。饱和黄土一般不具有湿陷性，这是由于随着黄土中含水越多，黄土的结构强度会降低，这时在外力后黄土的结构强度不再大幅度的下降，因而不可能再产生强湿陷性。当黄土遇到水侵后 ，黄土的含水率越高，湿陷性变形越大，在饱和时达到最大。

2.8黄土的压缩性。

黄土的压缩性越好，黄土产生湿陷的空间就大 ，如果黄土发生湿陷，那么湿陷性就强，反之则弱。

三、有关的工程措施

在弄清楚黄土的湿陷机理和影响其湿陷的内外因素后，我们就可以在勘测设计及施工实践中因地制宜，有针对性、有目的性地采取相应措施，最大限度地从根本上防治和杜绝湿陷性所造成的各种工程地质危害。

3.1对每一场地，都需要根据具体环境因素，适当加大测试取样密度，以提高对湿陷类型和湿陷级别的判断准确性，为以后的具体设计、施工以及维护提供可靠依据。

3.2对地下水位以上的湿陷性黄土，在地基处理中可采用夯实法、挤密法，这些方法的原理就是预先破坏黄土的不稳定结构，使其产生预先沉降，从而预防黄土地基的突发沉降，对于已有建筑物地基的加固，可采用单液硅化或碱液加固法，其原理是用化学方法来提高黄土的结构强度，从而防止其湿陷变形。

3.3对地下水位以下的湿陷性黄土，当有可靠的持力层时，应采用桩基础形式，穿透湿陷性黄土层。

3.4对湿陷性土层厚度大于6m的场地，也可用预浸水法。这种方法可以消除地面下6m以下全部土层的湿陷性，但对Ⅲ、Ⅳ级自重湿陷性黄土场地，6m以上尚需采用垫层等方法处理。这种方法的实质就是预先增加场地的水湿程度，增加黄土湿陷的诱发因素，使其结构破坏，产生预先沉降，从而达到防治场地产生突然沉降破坏的目的。

结论

黄土湿陷性的原因就是造成其湿陷的根本条件，没有湿陷性的一些条件黄土不可能湿陷。只有弄清黄土湿陷的机理，并揭示出影响湿陷性的主要内在因素和诱发因素，才能够因地制宜，在掌握规律的基础上采取更大的主动性，根据具体情况，制定相应的措施，以最大限度地防治和避免湿陷性造成的工程危害。

参考文献：

[1]翟礼生．中国湿陷性黄土区域建筑工程地质概要[M]．北京：科学出版社，1983．

[2]罗宇生，汪国烈．湿陷性黄土研究与工程[M]．北京：中国建筑工业出版社，2001.

[3]张苏民,郑建国，湿陷性黄土的工程性质研究[M]. 西安:陕西人民出版社.1990

[4]郑晏武.中国黄土的湿陷性[M]．北京：地质出版社，1982．

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