马兰黄土压实度与湿陷性的相关性试验分析★

王 雷 刘博怀

(西北民族大学土木工程学院，甘肃 兰州 730000)

马兰黄土压实度与湿陷性的相关性试验分析★

王 雷 刘博怀

(西北民族大学土木工程学院，甘肃 兰州 730000)

对马兰黄土基本的物理性质、最大干密度与最优含水量等特性进行了介绍，并对马兰黄土压实度与湿陷性的相关性作了试验分析，指出其湿陷性与压实度相关性较好，可通过控制压实度来控制其湿陷性。

黄土，压实度，湿陷性，试验

0 引言

黄土类属特殊性土，在一定的条件下易于发生湿陷现象，可能导致工程病害及地质灾害。而地球表部黄土分布范围又广阔，特别在我国西北地区，黄土沉积层较厚，各种自然地质灾害频发，各类工程病害突显，其主要原因与黄土的湿陷性有关。为保证黄土地区工程建设的安全运行及环境保持，通常通过一定的工程措施改良黄土的性质，降低黄土的湿陷性，为此国内外专家学者致力黄土各类特性研究，提出了大量的相关理论与处理方法，推动了黄土研究的整体水平[1]。本文主要以兰州地区马兰黄土为研究对象，在室内以不同的击实功制样，通过湿陷性试验获取黄土的湿陷性系数，建立压实度与湿陷性间的相关关系，为我国西北黄土地区工程建设中黄土湿陷性处理提供参考。

1 马兰黄土试样基本特性

1.1 基本物理性质

取马兰黄土样进行室内颗分试验(见表1)，试验采用标准为SL 237—1999土工试验规程[4]，试验结果表明，以粉粒中的粗粒粉土颗粒占绝大多数，并且粘粒含量较高。

表1 兰州地区马兰黄土的粒组成分

马兰黄土的基本物理性质测定结果如表2所示。

表2 马兰黄土的物理指标

1.2 最大干密度与最优含水量

采用10组击实试验，将取得的实验结果取平均值，详见表3，绘制含水率与干密度的关系曲线如图1所示，从而获得马兰黄土的最大干密度ρdmax和最优含水量wopt。

表3 含水率与干密度记录表

土的干密度在一定范围内，随含水量的增加而增大，达到某一最大干密度值后，干密度则随含水量的继续增加而减小。由图1可以看出，最大干密度为1.86 g/cm3～1.88 g/cm3，最优含水量为13.1%～14.3%。

2 马兰黄土压实度与湿陷性的相关试验

在上述室内试验的基础上，室内用击实试验模拟工程现场，在不同压实功下制样，测定黄土的湿陷性，不同压实功下黄土的力学性能结果列于表4。

表4 不同压实功下黄土的力学性能

绘制压实度与湿陷系数变化曲线如图2所示。

对相同土样，以不同的压实功下制样，在室内置于固结仪中进行测定黄土的湿陷性系数，测定结果见表4，分析压实度与湿陷性系数间的相关性，得到相关方程为：

y=2E+08e-0.286x，R2=0.945 4。

其中，R为相关性系数。

从相关系数可以看出，压实度与湿陷性有很好的相关性，为指数相关关系。从微观角度来看，黄土的湿陷与其孔隙有关。原状土的孔隙率一般比较大，经过压实后，土的孔隙所占比例会有所减小。根据孔隙的大小、形状及骨架颗粒排列的方式，土中孔隙可分为大孔隙、架空孔隙、粒间孔隙和粒内孔隙。架空孔隙是由一定数量的骨架颗粒松散堆积，相互支架构成的孔隙，该孔隙较大，连通性好，易透水，故该类型的孔隙直接影响着土的湿陷、压缩等性质。黄土的湿陷性主要由架空孔隙造成。压实度增大，使得孔隙所占土体的体积比减小，虽密度指标不能直接反映架空孔隙的值，但在总孔隙率减小的同时，架空孔隙也会减小。这符合黄土湿陷性的规律，因而可以通过压实的方法改变黄土的湿陷性，为工程建设中地基处理提供参考。

原状土的孔隙率一般比较大，经过压实后，土的孔隙所占比例会有所减小。根据孔隙的大小、形状及骨架颗粒排列的方式，土中孔隙可分为大孔隙、架空孔隙、粒间孔隙和粒内孔隙[5]。架空孔隙是由一定数量的骨架颗粒松散堆积，相互支架构成的孔隙，该孔隙较大，连通性好，易透水，故该类型的孔隙直接影响着土的湿陷、压缩等性质。粒间孔隙是指颗粒交错排列所形成的缝隙，该孔隙较稳定。大孔隙是由碳酸钙胶结形成的空隙，结构稳定。

3 结语

类属特殊性土的黄土因其具有明显的湿陷性，对于工程建设及环境均带来不利因素甚至带来工程病害或地质灾害。改良黄土工程特性的理论、方法众多，通过一定的压实功能使黄土孔隙变小、结构变密实，也是改变黄土性能以及降低其湿陷性的方法之一。

[1] 李保雄,牛永红,苗天德.兰州马兰黄土的水敏感性特征[J].岩土工程学报,2007(2):294-298.

[2] 李保雄,牛永红,苗天德.兰州马兰黄土的物理力学特性[J].岩土力学,2007(6):1077-1082.

[3] 苗天德,刘忠玉,任九生.湿陷性黄土的变形机理与本构关系[J].岩土工程学报,1999(4):383-387.

[4] SL 237—1999,土工试验规程[S].

[5] 陈开圣,沙爱民.压实黄土变形特性[J].岩土力学，2010,31(4):1023-1030.

Experimental analysis on the relativity of Malan loess compaction degree and collapsibility★

Wang Lei Liu Bohuai

(CollegeofCivilEngineering,NorthwestUniversityofNation,Lanzhou730000,China)

The paper introduces basis physical features, maximum density and optimal moisture and other characteristics of Malan loose, experimentally analyzes the relativity of Malan loose compaction degree and collapsibility, and finally points out that: their relativity is rather good, the collapsibility and be controlled through controlling compaction degree.

loess, compaction degree, collapsible, experiment

2014-12-13 ★：国家级大学生创新创业训练计划资助项目(项目编号：201410742050)

王 雷(1991- )，男，在读本科生； 刘博怀(1991- )，男，在读本科生

1009-6825(2015)06-0061-02

TU444

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