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【摘 要】 濕陷性黃土在我國分布范圍很廣,其濕陷性對工程產生重大影響。本文總結了黃土濕陷性的影響因素目的是為加深對黃土濕陷性的認識,更加有效地對濕陷性進行評價。
【關鍵詞】黃土濕陷性 因素 有效地
引言
濕陷系數是表征土體濕陷變形特征的重要指標之一,該指標的獲得一般是通過室內浸水壓縮試驗確定,大量的試驗結果和土的濕陷變形性質表明,土工參數間常常包含一定的依存關系,黃土之所以具有濕陷性,是因為土體具有在壓力下受水浸濕時將產生急劇而大量的附加下沉的性能,而這一性能,又是由于土體本身的物理特性所致。
一、黃土的性質
1.1濕陷性黃土的物理性質
我國濕陷性黃土的幾個物理性質指標的一般值為:
容重—1.33~1.819/cm3,多數為1.40~1.609/crrl3;
天然含水量—7%~23%,多數為12%~20%;
孔隙比—0.78~1.50,多數為0.8~1.2;
液限—21.7%~32.5%多數為25%~31%;當液限在30%以上時,黃土的濕陷性較弱,且多為非自重濕陷性黃土,當液限小與30%時,濕陷一般較強烈。
塑性指數—6.7~13.1,多數為8~12。
我國濕陷性黃土物性指標,由北向南的變化規律大體是:除孔隙比外,其他幾項均是由小變大,孔隙比則由大變小。這些地區的物性指標依此為:容重、天然含水量、液限基本上由小變大,孔隙比和塑性指數基本上由大變小。黃土的主要特征首先從顏色上是黃色系列,以棕黃色和淡黃色為主,具有多孔性,孔隙度一般為40%~50%,并有柱狀節理。在天然狀態下能經常保持垂直邊坡;在天然狀態下含水量小,干燥時堅固,遇水容易剝落和遭受侵蝕。
1.2黃土濕陷性
黃土濕陷性是指天然黃土在一定壓力下受水浸濕,土結構迅速破壞,并發生顯著附加下沉的性質。濕陷性黃土地基或場地分為自重濕陷與非自重濕陷兩種類型。在工程勘察過程中,對黃土的濕陷性,應按室內壓縮試驗在一定壓力下測定的濕陷系數文值來判定。濕陷性系數δs值,應按下式計算:
δs=(hp-h'p)/ho
式中:hp——保持天然的濕度和結構的土樣,加壓至一定壓力時,下沉穩定后的高度,cm;
H'p——上述加壓穩定后的土樣,在浸水作用下,下沉穩定后的高度,cm;
ho——土樣的原始高度,cm。
當δs<0.015時,應定性為非濕陷性黃土;
當δs≥0.015時,應定性為濕陷性黃土。
在工程中,建筑場地的濕陷類型,應按實測自重的量或按室內壓縮量計的計算自重濕陷量來判定。當實測或計算自重濕陷量≤7cm時,應定為非自重濕陷性黃土場地;當實測或計算自重濕陷量>7cm時,應定為自重濕陷性黃土場地。如根據室內試驗劃分,則計算濕陷
深度的自重濕陷量>7~11cm時,定為有自重濕陷黃土地基或場地,<7~1lcm時,定為非自重濕陷黃土或場地。
1.3濕陷性黃土的力學性質
濕陷性黃土的力學性質通常用壓縮系數、壓縮模量、內摩擦角、凝聚力和無側限抗壓變形方面的指標表示。對建筑工程說比較有意義的是反映變形方面的指標。對鐵路工程來說反映強度方面的指標在生產實際中意義較大。濕陷性黃土的力學性質,在同一場地里,有時變化是較大的,規律性較差。
二、濕陷性的影響因數細分
影響黃土濕陷性產生的因素有很多,可分為黃土的空隙性、黃土的密度、黃土的形成時代、黃土的形成過程、黃土中的粘粒含量、黃土所受的壓力、黃土的含水性、黃土的壓縮性。
2.1黃土的空隙性
其中黃土的空隙包括開空隙和閉空隙。針對黃土的空隙性對濕陷性的影響,很多專家學者都有研究,一般來說,黃土的孔隙性越大黃土的濕陷性越強。
2.2黃土的形成時代
總的來說,在完整的黃土地層剖面中,自地表向下依次第一層黃土宜判為中等濕陷性;第二層黃土宜判為輕微濕陷性;第三及以下各層黃土可判為無濕陷性。
2.3黃土的密度
黃土的密度是指單位體積內黃土的質量,它是研究黃土濕陷性的必需考慮的指標。黃土的密度一般來講較小。其原因 ,是因為密度越大 ,土的密實程度往往越高 ,孔隙比較小 ,所以黃土的濕陷性弱。
2.4黃土的形成
黃土在形成過程中很多因素會對形成后的濕陷性黃土有很大的影響。其中黃土的形成時間 ,形成過程中滲水的次數的多少都有很重要的作用。因此 ,在研究黃土的濕陷性中研究黃土的形成過程很關鍵。
2.5黃土中的粘粒含量
粘粒是指粒徑小于 0.005mm 的細粒。黃土的粘粒含量越少,黃土的濕陷性越強 ,反之濕陷性越弱。黃土中的所含的粘粒越少,黃土的骨架以膠結形薄膜狀為主,這種膠結強度低 ,容易破壞 ,因而濕陷性強。而黃土中粘粒含量高時黃土骨架結形式多以鑲嵌狀為主,這種膠結強度高不易破壞,因而黃土的濕陷性越弱。
2.6黃土所受的壓力
壓力對黃土的濕陷性的影響規律是 :隨著黃土的壓力的越大,黃土的濕陷性越大,過了一個濕陷值后,黃土的壓力越大,黃土的濕陷性越小。
2.7黃土的含水性
一般來說:黃土的含水較少,含水率一般在 10%~30% 之間 ,黃土常處于半固態或硬塑狀態。飽和黃土一般不具有濕陷性,這是由于隨著黃土中含水越多,黃土的結構強度會降低,這時在外力后黃土的結構強度不再大幅度的下降,因而不可能再產生強濕陷性。當黃土遇到水侵后 ,黃土的含水率越高,濕陷性變形越大,在飽和時達到最大。
2.8黃土的壓縮性。
黃土的壓縮性越好,黃土產生濕陷的空間就大 ,如果黃土發生濕陷,那么濕陷性就強,反之則弱。
三、有關的工程措施
在弄清楚黃土的濕陷機理和影響其濕陷的內外因素后,我們就可以在勘測設計及施工實踐中因地制宜,有針對性、有目的性地采取相應措施,最大限度地從根本上防治和杜絕濕陷性所造成的各種工程地質危害。
3.1對每一場地,都需要根據具體環境因素,適當加大測試取樣密度,以提高對濕陷類型和濕陷級別的判斷準確性,為以后的具體設計、施工以及維護提供可靠依據。
3.2對地下水位以上的濕陷性黃土,在地基處理中可采用夯實法、擠密法,這些方法的原理就是預先破壞黃土的不穩定結構,使其產生預先沉降,從而預防黃土地基的突發沉降,對于已有建筑物地基的加固,可采用單液硅化或堿液加固法,其原理是用化學方法來提高黃土的結構強度,從而防止其濕陷變形。
3.3對地下水位以下的濕陷性黃土,當有可靠的持力層時,應采用樁基礎形式,穿透濕陷性黃土層。
3.4對濕陷性土層厚度大于6m的場地,也可用預浸水法。這種方法可以消除地面下6m以下全部土層的濕陷性,但對Ⅲ、Ⅳ級自重濕陷性黃土場地,6m以上尚需采用墊層等方法處理。這種方法的實質就是預先增加場地的水濕程度,增加黃土濕陷的誘發因素,使其結構破壞,產生預先沉降,從而達到防治場地產生突然沉降破壞的目的。
結論
黃土濕陷性的原因就是造成其濕陷的根本條件,沒有濕陷性的一些條件黃土不可能濕陷。只有弄清黃土濕陷的機理,并揭示出影響濕陷性的主要內在因素和誘發因素,才能夠因地制宜,在掌握規律的基礎上采取更大的主動性,根據具體情況,制定相應的措施,以最大限度地防治和避免濕陷性造成的工程危害。
參考文獻:
[1]翟禮生.中國濕陷性黃土區域建筑工程地質概要[M].北京:科學出版社,1983.
[2]羅宇生,汪國烈.濕陷性黃土研究與工程[M].北京:中國建筑工業出版社,2001.
[3]張蘇民,鄭建國,濕陷性黃土的工程性質研究[M]. 西安:陜西人民出版社.1990
[4]鄭晏武.中國黃土的濕陷性[M].北京:地質出版社,1982.