影响黄土湿陷性因素分析

2016-04-14陕西省交通规划设计研究院陕西西安710065

地球 2016年1期

关键词：陷性黄土含水量

■王　亮（陕西省交通规划设计研究院陕西西安710065）

影响黄土湿陷性因素分析

■王亮
（陕西省交通规划设计研究院陕西西安710065）

黄土是我国西北地区分布范围较为广阔的一种土质，具有湿陷性等特点。本文通过含水量、干密度、压力变化因素，对黄土进行湿陷性研究，得到黄土湿陷系数与浸水含水量、初始含水量、干密度、压力的相关关系，可作为今后工程实践参考。

黄土湿陷性影响因素

1　湿陷性黄土的结构特性

黄土主要是分布在我国的西部，因为我国西部特定的气候条件、地理环境与物质组成等原因，湿陷性黄土在沉积的过程中所形成的结构状态与湿陷性黄土结构本身在新条件下的变化情况息息相关。而湿陷性黄土的结构特性主要包括以下三个方面：第一，由于湿陷性黄土富含碳酸盐类物质，因此具有明显的结构强度；第二，湿陷性黄土主要是以非饱和、大孔隙性为主；第三，湿陷性黄土对水具有较强的敏感性。这些结构特性将会对湿陷性黄土的力学形状与工程性质造成直接的影响。另外，湿陷性黄土最主要的特征就是湿陷性，而其湿陷性主要是由外因（浸水和压力）与内因（特殊的结构性，即黄土颗粒的排列方式与联结方式）共同作用而形成的。而且黄土的区域性变化规律为：从西北的颗粒状构成的架空接触式结构逐渐过渡到东南的凝块构成的镶嵌胶结式结构。

2　黄土湿陷性影响因素分析

2.1干重度和孔隙比

日常的工作中，黄土的密实度我们通常用与黄土湿陷性有着密切关系的干重度来表示。干重度越大，黄土的湿陷性越小；干重度越小，黄土的湿陷性越强。黄土的干重度通常在11.4-16.9KN/m3之间变化。除此之外，黄土中的碳酸盐以及其它矿物质的含量有密切的关系。当黄土的干重度大于15KN/m3时，黄土的湿陷性将变得非常的低，因此通常我们把干重度大于15KN/m3的黄土称为非湿陷性黄土。黄土中具有大量的孔隙，这也是黄土发生湿陷的一个重要的条件。通过研究分析发现，孔隙比也是影响黄土湿陷性的一个重要的指标。在干重度、含水量、压力等都相同的条件下，黄土湿陷性的变化随着孔隙比的变化而发生变化。因此，黄土孔隙比的大小对黄土湿陷性的强弱有重要的影响。

2.2含水量

研究湿陷性黄土的含水量，能够更够让我们更好的把握含水量对其所产生的作用。通常我们将含水量分为天然含水量和浸水含水量。两种不同的含水量对黄土的湿陷性有不同的影响效果。湿陷性黄土的天然含水量一般处于8-30%之间。天然含水量越低，则黄土的湿陷性就越强。当黄土中天然含水量高时，黄土的结构强度将变低，同时当黄土再受到外力等压力的影响时，内部结构将不会继续发生明显的变化，也就是不会再产生湿陷性。通常，当黄土中的天然含水量大于30%时，黄土将不具有湿陷性。

我们通常根据浸水含水量的大小将湿陷性黄土分为充分、不充分以及剩余湿陷三种。浸水含水量对黄土湿陷性的影响常表现在，当地下水水位上涨或者是由于大于等使地面水资源丰富而发生渗水时，使黄土中的含水量上升，其内部结构强度减弱，在自重以及外界压力的作用下，发生塌陷等，产生湿陷现象。因此，通过对湿陷性黄土含水量的分析研究，可以得到以下结论：当黄土中天然含水量越高，浸水含水量越低时，黄土的湿陷性越弱；反之，当天然含水量越低，浸水含水量高时，黄土的湿陷性越强。而当黄土中的天然含水量达到饱和时候，浸水含水量的变化将不会对黄土的湿陷性产生影响。

2.3可溶盐的影响

黄土中的可溶性盐主要分为易溶、中溶和难溶三种。易溶盐在黄土中的含量随地区的不同变化较大，且由于其易溶解于水中，因此无论易溶盐的含量多少，其在黄土的湿陷性中发挥较小的作用；中溶盐在黄土中的含量非常少。中溶性盐含量的不同，对黄土的湿陷性也将产生不同的影响。难溶盐是黄土的主体，占所有盐含量的大部，多以碳酸盐为主。在黄土中发挥主体作用的同时，也起着连着的作用，对黄土内部结构的稳定性具有重要的作用。当黄土被水浸湿后，黄土是否发生湿陷现象，难溶性盐发挥着重要的作用。当难溶性盐含量高时，黄土内部结构稳定，不发生湿陷；反之，则容易发生湿陷现象。因此，可溶盐特别是难溶盐对黄土的湿陷性有着积极重要的影响。

3　黄土湿陷性的危害及处理措施

3.1建筑物基础穿透湿陷性黄土层

这种措施主要是让建筑物基础穿透湿陷性黄土层，并使湿陷土层以下的持力土层也受到一定的作用力，从而实现躲过湿陷性黄土的效果。在此过程中，比较常见的方式就是加深桩基，并且最好是以灌注桩为主。对于这种方式而言，它能够有效避免湿陷性的土层，这样就能使湿陷土层以下的持力土层受到一定的作用力。相比而言，这种方式还是比较安全、稳定以及可靠的，也正是由于它的这种优点，因此被广泛地应用于比较重要的独立建筑物的基础处理中。但是要注意的是，当建筑物的基础穿透湿陷性黄土层时，也要适当采取一些措施，比如人工或者孔钢筋砼灌注桩、机械打桩等单桩或者裙桩受力措施，从而穿透土层，增加湿陷土层的作用力，从而有效消除黄土湿陷。但是，不可否认，它也存在着一定的不足，比如成本花费比较高，对工程的经济效益会带来很大的影响。

3.2保证建筑物基础隔水层的功效

当建筑物的基础隔水层的功效得到有效的保证之后，其基础湿陷性的黄土地基也没那么容易侵水，这样就可以防止地基湿陷的现象产生。通常情况下，比较常用的隔水材料有油毡、灰土以及PE、PAC膜等等。当然，这种方式主要适用于对基础承载力没有很多要求的建筑物，比如渠道、供水管线以及游泳池等等。