管周黃土粒度成分特征對(duì)比分析

李 研 朱 雀 艾 虎 程 龍 楊士勇 王 波 方世躍

(1.西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710054； 2.西氣東輸甘陜管理處，陜西 西安 710000； 3.青海油田采油二廠，青海 花土溝 816400)

1 概述

長(zhǎng)距離大工程油氣管道建設(shè)，需穿越我國(guó)大片黃土區(qū)，黃土復(fù)雜的性質(zhì)給工程建設(shè)帶來(lái)了較大的困難，同時(shí)由于風(fēng)化、淋濾等一系列的外界因素干擾，回填黃土力度成分與原狀黃土相比發(fā)生變化，對(duì)工程使用年限以及工程后環(huán)境恢復(fù)等均造成不利影響。

黃土粒度是組成黃土的基本單元，其變化對(duì)黃土工程地質(zhì)性質(zhì)有著顯著的影響，馮連昌、鄭晏武[1]，1982；唐大雄等[2]，1999；張貴義等[3]，2001，提出黃土濕陷性的“峰值粘粒含量”概念，指出粒度對(duì)黃土濕陷性及工程地質(zhì)性質(zhì)的影響[4]。

本文以西氣東輸二線甘肅省涇川段管道管周黃土為研究對(duì)象，通過(guò)利用激光粒度儀對(duì)管周回原狀黃土與回填黃土進(jìn)行對(duì)比分析，分析總結(jié)管周原狀黃土與回填黃土的粒度成分與粒徑變化規(guī)律，為建設(shè)施工、災(zāi)害防治與環(huán)境恢復(fù)等提供更好的地質(zhì)依據(jù)。

2 研究區(qū)概況

涇川縣處于黃土高原中部，陜西省與甘肅省交界，隸屬于甘肅省平?jīng)鍪?。地理坐?biāo)為東經(jīng)107°15′～107°45′，北緯35°11′～35°31′。

涇川溝壑縱橫，發(fā)育有典型的黃土地貌，且主要以塬、峁為主。塬、峁的形成一方面是在第四紀(jì)晚更新世，堆積巨厚且結(jié)構(gòu)疏松的土體，經(jīng)過(guò)地表水流嚴(yán)重侵蝕，發(fā)育成溝壑縱橫的表觀現(xiàn)象。另一方面來(lái)說(shuō)，土的總體結(jié)構(gòu)主要依賴于沉積過(guò)程中的下伏地形，而在古土體的地形也主要來(lái)自河流沖刷。

3 管周黃土粒度成分

3.1 原狀土粒度成分分析

通過(guò)使用激光粒度儀對(duì)管周原狀黃土進(jìn)行粒徑分析，其測(cè)試結(jié)果如表1所示。

由表1可知，該組土的最小粒徑為0.294 μm，最大粒徑為217.3 μm。其中最小區(qū)間數(shù)為0.01%，對(duì)應(yīng)粒徑為0.294 μm～0.36 μm；最大區(qū)間數(shù)為7.8%，對(duì)應(yīng)粒徑為22.28 μm～27.98 μm。通過(guò)分析可知D10=2.177 μm，D30=7.0 μm;D60=22.1 μm。

則原狀土不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)分別為：

不均勻系數(shù)Cu>5，曲率系數(shù)(1

表1 粒徑區(qū)間累積表(一)

3.2 管周回填黃土粒度成分

對(duì)管周回填黃土進(jìn)行粒徑分析，其測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 粒徑區(qū)間累積表(二)

由表2可知，該組土的最小粒徑為0.463 μm，最大粒徑為173.0 μm。其中最小區(qū)間數(shù)為0.01%，對(duì)應(yīng)粒徑為0.463 μm～0.582 μm；最大區(qū)間數(shù)為9.66%，對(duì)應(yīng)粒徑為22.28 μm～27.98 μm。通過(guò)分析可知D10=1.669 μm，D30=4.8 μm,D60=

11.0 μm。

則原狀土不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)分別為：

不均勻系數(shù)Cu>5，曲率系數(shù)(1

4 結(jié)語(yǔ)

管周原狀黃土的顆粒粒徑分布較廣散，表現(xiàn)在最大粒徑較大，最小粒徑較小，且粒徑變化趨勢(shì)較為平穩(wěn)；管周回填黃土顆粒粒徑分布較為集中，最大顆粒較淋濾前小，最小顆粒較淋濾前大，且粒徑變化波動(dòng)較大； 管周原狀黃土的不均勻系數(shù)大于回填黃土，曲率系數(shù)小于回填黃土；兩者都屬于級(jí)配良好的細(xì)粒土，回填黃土部分粒徑缺失。