阿克達(dá)拉濕陷性黃土影響因素分析

古麗扎提·卡地爾

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局工程質(zhì)量檢測中心，新疆 伊犁 835000)

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科技成果

阿克達(dá)拉濕陷性黃土影響因素分析

古麗扎提·卡地爾

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局工程質(zhì)量檢測中心，新疆 伊犁 835000)

阿克達(dá)拉水電站工程位于新疆伊犁河流域特克斯河中游河段，該電站采用明渠引水式開發(fā)，渠道部分處于黃土丘陵區(qū)。文章通過對阿克達(dá)拉水電站工程的濕陷性黃土試驗研究，確定了該黃土層均呈現(xiàn)不同程度的濕陷性，論述了黃土的濕陷性機(jī)理及評價、影響黃土濕陷性的因素，在此基礎(chǔ)上分析了黃土濕陷性的影響因素，并得出各影響因素與黃土濕陷性的關(guān)系，對工程建設(shè)有重要的意義。

阿克達(dá)拉工程；黃土濕陷性；含水量；可溶鹽

1 概 述

阿克達(dá)拉水電站工程位于新疆伊犁河流域特克斯河中游河段，該電站采用明渠引水式開發(fā)，渠道部分處于黃土丘陵區(qū)。通過取不同深度原狀土樣，開展大量室內(nèi)黃土濕陷性、液塑限、顆粒分析等一系列試驗研究，確定了該黃土層均呈現(xiàn)不同程度的濕陷性，及分析了濕陷性的影響因素。對工程建設(shè)有較重要的意義。

2 濕陷性黃土的機(jī)理及評價

濕陷性黃土是一種非飽和的欠壓密土，在天然密度下，其壓縮性較低，強(qiáng)度較高，但是遇水浸濕時，在附加壓力或在附加壓力與土的自重壓力作用下，引起的濕陷變形較大、土的強(qiáng)度顯著降低的土質(zhì)[1]。顏色以黃色和黃褐色為主，天然剖面上垂直節(jié)理發(fā)育，一般有肉眼可見的大孔隙，顆粒組成以粉粒為主，含量可達(dá)60%以上；富含碳酸鈣鹽類。濕陷是黃土別于其他類土的一個重要的特性，它受黃土微結(jié)構(gòu)、物質(zhì)成分、孔隙比、含水率、壓應(yīng)力等因素的影響，常用濕陷系數(shù)、濕陷起始壓應(yīng)力和濕陷起始含水率來反映黃土的濕陷變形特征。

黃土的濕陷性是根據(jù)濕陷性系數(shù)的大小做出評定的，我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB50025—2004規(guī)定，當(dāng)δs<0.015時，一般判定為非濕陷性黃土；δs≥0.015時，一般判定為濕陷性黃土。δs<0.03時為弱濕陷性黃土，當(dāng)δs=0.03～0.07時為中等濕陷性黃土，當(dāng)δs>0.07時為強(qiáng)濕陷性黃土[2]。

3 黃土濕陷性影響因素

阿克達(dá)拉水電站工程共取細(xì)粒土層的原狀樣共70余組，均取自不同深度和不同位置。進(jìn)行黃土、顆粒分析、干密度、含水率、液塑限、濕陷性等一系列試驗，研究黃土的物理性質(zhì)及力學(xué)指標(biāo)與濕陷性質(zhì)的關(guān)系，在工程上具有一定的實際意義。

3.1 黃土組成影響

阿克達(dá)拉水電站黃土顆粒分析結(jié)果見表1。黃土顏色呈黃色，原狀土樣上不規(guī)則的分散有蟲孔、根洞、團(tuán)塊間孔隙等肉眼可見的孔隙。由表1可見黃土主要以粉粒為主，含量可達(dá)60%以上。粒徑<0.005mm的黏粒含量在一定程度上決定著黃土的物理力學(xué)性質(zhì)，特別是黃土的天然含水量、液限、塑限、塑性指數(shù)等物理性質(zhì)。

表1 濕陷性黃土的顆粒組成

3.2 黃土稠度指標(biāo)影響

稠度指標(biāo)主要包含液限、塑限和塑性指標(biāo)，它們反映了水對土的性狀的影響。液限是決定黃土力學(xué)性質(zhì)的一個重要指標(biāo)。該電站土黃土的稠度指標(biāo)結(jié)果見表2。根據(jù)表1和表2的試驗結(jié)果，依據(jù) DL/T5355-2006《水電水利工程土工試驗規(guī)程》，可以定名土樣為低液限黏土(CL )。根據(jù)試驗結(jié)果可知，當(dāng)液限在30%以上時，黃土的濕陷性較弱，主要是非自重濕陷。液限<30%時，則濕陷性一般較強(qiáng)烈。

表2 濕陷性黃土的稠度指標(biāo)

3.3 黃土的孔隙比和干密度的影響

黃土的孔隙比和干密度是衡量黃土密實度的重要指標(biāo)，與黃土的濕陷性有較明顯的關(guān)系。一般情況下，干密度小，孔隙比大時，濕陷性強(qiáng)；干密度大，孔隙比小時，濕陷性較弱[3]。阿克達(dá)拉黃土的天然干密度為1.14～1.35 g/cm3，孔隙比為0.948～1.258。濕陷性黃土的干密度變化范圍大主要是由于本身密實程度有差別外，主要和土的各類礦物成分的含量及含鹽量有一定的關(guān)系。阿克達(dá)拉黃土濕陷性試驗可得到黃土的孔隙比越大，濕陷系數(shù)也越大。我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB50025—2004規(guī)定，孔隙比為1 或以上為強(qiáng)濕陷性黃土， 孔隙比<0.85的黃土一般不具備濕陷性，由此可以初步確定阿克達(dá)拉水電站黃土具有濕陷性。

3.4 濕陷性黃土含水量和飽和度的影響

所取黃土的天然含水量在5.7%～12.9%之間變化，其大小與取樣深度及其他參數(shù)無明顯的變化關(guān)系。天然含水量都相對較低。所取濕陷性黃土的飽和度在60.2%～93.7%范圍之間。隨著飽和度的增加濕陷性減弱。

3.5 易溶鹽和酸堿度的影響

易溶鹽含量對黃土的濕陷性起到一定的影響作用，黃土中如存在大量的易溶鹽，當(dāng)黃土的含水量較小時，易溶鹽處于微晶體狀態(tài)，附著在顆粒表面，起著一定的膠結(jié)作用。這種膠結(jié)作用是黃土加固凝聚力的一部分，但是受水浸濕后，易溶鹽溶解，這部分強(qiáng)度就喪失了，因而產(chǎn)生濕陷[4]。 通過對該水電站黃土進(jìn)行了不同取樣深度的易溶鹽含量檢測得到，易溶鹽含量在0.8%～13.6%的范圍之內(nèi)。易溶鹽含量變化較大，無明顯分布規(guī)律。黃土的酸堿度pH值，一般酸性越高，黃土濕陷性越強(qiáng)[5]。阿克達(dá)拉水電站黃土的PH值為8.1～8.8。

3.6 黃土壓縮性的影響

反應(yīng)黃土濕陷性的主要指標(biāo)有濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)和濕陷起始壓力。阿克達(dá)拉水電站黃土濕陷性主要是通過單線法室內(nèi)壓縮試驗測得濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)和濕陷起始壓力。通過對不同深度的原狀樣檢測分析得出，濕陷系數(shù)δs為0.012～0.189，濕陷起始壓力為4～245kPa。 經(jīng)分析所取試樣中91%的試樣為強(qiáng)濕陷性黃土，7%的試樣為中等濕陷性黃土，其余為非濕陷性黃土。

4 結(jié) 語

通過一系列的試驗可以初步確定阿克達(dá)拉水電站工程的黃土具有一定的濕陷性，黃土濕陷性的影響因素包括顆粒組成、干密度、 天然含水量、飽和度、孔隙比及易溶鹽等。但是簡單的分析物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)是不全面的，還需要開展微結(jié)構(gòu)分析、礦物分析、現(xiàn)場靜荷載試驗及現(xiàn)場試坑浸水試驗等分析。只有這樣才能夠因地制宜，制定相應(yīng)的濕陷性地基處理的有效措施，以最大限度地防治濕陷性造成的工程危害，確保工程質(zhì)量。

[1]葛忻聲.區(qū)域性特殊土的地基處理技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2011：2.

[2]中華人民共和國建設(shè)部.GB50025—2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].北京：中國建筑出版社，2004.

[3]馮志淼.濕陷性黃土地基[M].北京：科學(xué)出版社，2009：11.

[4]侯兆霞，劉中欣.特殊土地基[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2007：8.

[5]羅宇生，汪國烈．濕陷性黃土研究與工程[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001：10．

文章編號：1007-7596(2016)08-0104-02

[收稿日期]2016-07-24

[作者簡介]焦立國(1970-)，男，黑龍江樺南人，高級工程師，從事水利工程管理工作；王春雨(1966-)，男，黑龍江肇源人，研究員級待遇高級工程師，從事水利工程管理工作；楊光(1990-)，男，黑龍江肇東人，助理工程師，從事水利工程管理工作。

文章編號：1007-7596(2016)08-0003-05

[收稿日期]2016-07-12

[作者簡介]郝永志(1986-),男,黑龍江穆棱人,碩士,工程師,從事水利水電工程勘測、規(guī)劃設(shè)計等工作。

Analysis of Factors Affecting Akedala Collapsible Loess

Alizhati·Kadior

(Xinjiang Engineering Quality Inspection Center of Yili River Watershed Development,Construction and Management Bureau, Yili 835000, China)

Akedala hydropower station project is located in the middle reaches of Tekesi River in Yili River basin, adopting the open channel to diverse water, and the channel is located in the collapsibility area of loess. By studying the collapsible loess test of Akedala hydropower station engineering, this paper discussed the collapsibility mechanism of loess, the factors of evaluating and affecting the loess collapsibility, analyzed the factors affecting the loess collapsibility based on this, and obtained the relationship between each influence factor and loess collapsibility, having important meanings for the project construction.

Akedala project; collapsibility of loess; moisture; soluble salts

1007-7596(2016)08-0001-02

2016-06-24

古麗扎提·卡地爾(1983-)，女，新疆伊寧人，工程師。

TU444

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