淺析錦白鐵路黃土濕陷性規(guī)律

王學榮

摘 要：對目前黃土濕陷性的評價做了概括，通過對錦白鐵路黃土的試驗數(shù)據(jù)進行分析統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)黃土的濕陷性與孔隙比和密度具有一定的相關(guān)性，在工程中可加深對黃土濕陷性的認識與理解。

關(guān)鍵詞：黃土濕陷性；濕陷系數(shù)；孔隙比；密度

1 黃土濕陷性判定的現(xiàn)狀

黃土為第四紀在干旱、半干旱氣候條件下，由陸相沉積以黃色粉土顆粒為主的，含碳酸鈣及少量易溶鹽，具大孔隙、垂直節(jié)理、抗水性差、易崩解、侵蝕等特性的沉積物。在一定壓力和浸水的作用下，土體結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉的黃土為濕陷性黃土[1]。

黃土濕陷性試驗的三項主要指標，濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)、濕陷起始壓力。目前工程地質(zhì)對黃土的工程評價主要采用室內(nèi)壓縮試驗、現(xiàn)場靜荷載試驗及現(xiàn)場試坑浸水試驗。室內(nèi)壓縮試驗可測定黃土的濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)和濕陷起始壓力；現(xiàn)場靜荷載試驗可測定黃土的濕陷性和濕陷起始壓力；現(xiàn)場試坑浸水試驗主要用于測定自重濕陷量值。

自20世紀50年代至今，我國對黃土的濕陷性判定通常是在現(xiàn)場采取不擾動土樣，將其送至試驗室，用三軸壓縮儀測定。其中濕陷系數(shù)為單位厚度的環(huán)刀試樣，在一定壓力作用下，下沉穩(wěn)定后，試樣浸水飽和所產(chǎn)生的附加下沉。濕陷系數(shù)δs值應(yīng)按下式計算：δs=（hp-hp'）/h0；式中hp為保持天然濕度和結(jié)構(gòu)的試樣，加一定壓力時，下沉穩(wěn)定后的高度/mm；hp'為上述加壓穩(wěn)定后的試樣，在浸水作用下，附加下沉穩(wěn)定后的高度/mm；h0為原始試樣的高度/mm；當濕陷系數(shù)δs值小于0.015時，應(yīng)定為非濕陷性黃土。當濕陷系數(shù)等于或大于0.015時，應(yīng)定為濕陷性黃土。在工程中判定黃土濕陷性，會通過黃土濕陷性試驗，國內(nèi)外一直沿用單線法和雙線法兩種方法。單線法數(shù)據(jù)準確工作量較大，雙線法工作量較小但數(shù)據(jù)存在一定的誤差[2]。

2 錦白線的黃土概況

錦白鐵路從大木頭溝到翁牛特旗段的地表主要為第四系上更系統(tǒng)的黃土，分布在山梁斜坡地帶的沖溝中，以黃色粉土顆粒為主，質(zhì)地均一，以手搓之易成粉末，局部含少量鈣質(zhì)結(jié)核，無層理，在干燥時較堅硬，被流水浸濕后，容易剝落和遭受侵蝕。因黃土的成因、顆粒成分以及結(jié)構(gòu)上的相近性，據(jù)此推測物理力學特性具有一定的相關(guān)性。通過對該地區(qū)黃土的試驗數(shù)據(jù)進行匯總分析，重點研究了黃土濕陷性與孔隙比及密度的關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)了該地區(qū)的黃土濕陷時的孔隙比和密度值。

參與黃土濕陷性統(tǒng)計的試樣個數(shù)為280件，所有試樣均為Ⅰ級不擾動土樣。室內(nèi)試驗采用雙線法，嚴格控制試驗過程的每個細節(jié)，得出的試驗數(shù)據(jù)具有一定的準確性，其中濕陷性黃土58件，非濕陷性黃土222件。該黃土的主要試驗指標為：含水率在3.3%～20.7%之間，干密度在1.2g/cm3～1.6g/cm3之間，密度在1.403g/cm3～1.663g/cm3之間，孔隙比在0.85～1.12之間，濕陷系數(shù)在0.0034～0.12之間，液性指數(shù)在-0.269～-0.776之間。

3 對錦白線黃土進行數(shù)據(jù)分析

對該地區(qū)的試驗數(shù)據(jù)進行匯總分析，得出表1，從表中可以看出，該地區(qū)黃土濕陷性與孔隙比及密度具有一定的相關(guān)性。

將上述表格進行分析得下圖1與圖2。對兩種關(guān)系曲線進行擬合得關(guān)系式為z=1.3149x2-2.1973x+0.9232，z=1.838y2-6.0027y+4.9079，式中x為孔隙比，y為密度/（g/cm3），z為濕陷系數(shù)。

4 結(jié)束語

黃土濕陷性對工程的危害較大，在對黃土的濕陷性進行評價時，需要用科學嚴謹?shù)膽B(tài)度[3]。①通過對錦白鐵路黃土物理力學特性進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)了隨著黃土天然孔隙比增大、密度減小，濕陷系數(shù)隨著增大。②當δs=0.015時，天然孔隙比e=0.92，密度ρ=1.57g/cm3；當天然孔隙比e>0.92，密度ρ<1.57g/cm3時，濕陷系數(shù)δs>0.015，即為濕陷性黃土；當天然孔隙比e<0.92，密度ρ>1.57g/cm3時，濕陷系數(shù)δs<0.015，即為非濕陷性黃土。③黃土濕陷時的孔隙比及密度，對黃土的濕陷性評價具有一定的參考性，可對試驗數(shù)據(jù)進行適當?shù)男：?。其他地區(qū)的黃土是否具有類似的規(guī)律值得我們共同研究討論，希望大家能夠?qū)⒉煌貐^(qū)的黃土濕陷性的規(guī)律摸索出來，以便我們能很好的判定黃土的濕陷性。

參考文獻

[1]TB10012-2007 J124-2007.鐵道第一勘察設(shè)計院.鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].2007.66.

[2]GB50025-2004.陜西省建筑科學研究院.濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社，2004，12-19.

[3]馬愛農(nóng).太原東山地區(qū)黃土濕陷試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析[J].山西建筑，2013.5，66-68.