黃偉 代常友 王磊

摘 要：黃土濕陷性與黃土的物性指標有著密切關(guān)系。通過對寧縣某工程場地黃土取樣進行室內(nèi)試驗，對黃土濕陷性與深度、天然含水量、孔隙比、干密度、飽和度的關(guān)系進行了研究，并對場地黃土地基進行了濕陷性評價，獲得了該地區(qū)的黃土濕陷性規(guī)律，為工程場地地基處理、設(shè)計及施工方案提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：黃土;濕陷性;濕陷系數(shù)

中圖分類號：TU444 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）31-0094-03

Study on Loess Collapsibility of an Engineering Site in Ning County

HUANG Wei DAI Changyou WANG Lei

（Yellow River Survey Planning and Design Institute Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450003）

Abstract： The collapsibility of loess is closely related to its physical properties. Based on the laboratory test of loess sampling in a project site of Ningxian County， the relationship between the collapsibility of loess and the depth， natural moisture content， void ratio， dry density， saturation was studied， and the collapsibility of loess foundation was evaluated. The collapsibility law of loess in this area was obtained， which provided the basis for the foundation treatment， design and construction scheme of the project site.

Keywords： loess;collapsibility;coefficient of collapsibility

寧縣地處隴東黃土高原區(qū)，區(qū)內(nèi)地形起伏，溝谷林立，岸坡陡立，黃土塬、梁、峁等地貌交錯分布，屬黃土高原丘陵溝壑區(qū)地貌。某工程場地位于寧縣上游約10km的馬蓮河右岸，地表黃土廣泛分布，黃土厚20～60m。工程場地區(qū)上部一般為馬蘭黃土（Q3），厚10～15m，下部為離石黃土（Q2）。由于黃土濕陷性對工程建設(shè)危害較大，因此，本文對工程場地區(qū)黃土取樣進行室內(nèi)試驗研究，對黃土濕陷性在深度方向上及物理性質(zhì)上的變化規(guī)律進行分析研究，并對黃土地基進行濕陷性評價。

1 黃土基本性質(zhì)

在工程場地布置深20～44m豎井，沿深度每米取一個原狀方塊樣進行室內(nèi)試驗。黃土基本性質(zhì)見表1。

由表1可知，黃土以粉粒為主，含量67.7%～92.1%，平均81.2%;黏粒含量7.2%～32.3%，平均18.6%，按土的三角坐標分類[1]，巖性主要為重粉質(zhì)壤土（占比37.1%）、中粉質(zhì)壤土（占比34%）和輕粉質(zhì)壤土（占比26.4%）、中夾薄層粉質(zhì)黏土（占比1.3%）和砂壤土（占比1.3%）。由此可見，土質(zhì)不均。塑性指數(shù)10.3～18.3，平均12.5，按土的塑性圖分類[2]，均為低液限黏土。根據(jù)土化學(xué)試驗結(jié)果，場地黃土pH值8.60～10.48，平均9.14，呈弱堿～強堿性;有機質(zhì)含量0.04%～0.57%，平均0.27%;易溶鹽含量0.03%～0.14%，平均0.06%;中溶鹽含量0.03%～0.17%，平均0.10%。

2 黃土濕陷性研究

2.1 濕陷性與深度關(guān)系

根據(jù)室內(nèi)試驗結(jié)果，工程場地黃土濕陷系數(shù)為0.002～0.112，平均0.030。黃土濕陷性與深度關(guān)系如圖1所示。由圖1可得出，黃土濕陷系數(shù)隨深度的變化有如下規(guī)律：①總體來看，濕陷系數(shù)隨深度的增加有逐漸減小的趨勢;②9m深度以上均具有強濕陷性，9～44m深度范圍內(nèi)既有濕陷性黃土，亦有不具濕陷性的黃土，可見黃土濕陷性離散度較大，這主要與黃土隨深度存在不均一性有關(guān)，黃土在一定深度分布有古土壤層，其濕陷性弱～無;③強濕陷性黃土（[δs]>0.07）主要分布在表層9m深度范圍內(nèi)，中等濕陷性黃土（0.03<[δs]≤0.07）主要分布在9m～27m;輕微濕陷性黃土（0.015≤[δs]≤0.03）主要分布在27～31m，局部較深至38m，一般在38m以下濕陷性變?nèi)踔翢o濕陷性。

綜合分析，場地黃土濕陷下限（自豎井井口起算）一般在地下31～38m，局部地段濕陷下限深度較大，達44m。

2.2 濕陷性與天然含水量的關(guān)系

天然含水量對黃土濕陷性的強弱程度影響很大，不同含水量的黃土濕陷程度不同。工程場地黃土濕陷性與天然含水量關(guān)系如圖2所示。由圖2可知，濕陷性黃土的天然含水量在6%～22.2%變化，濕陷系數(shù)隨天然含水量的增大呈逐漸減小的趨勢，濕陷性強烈～中等黃土天然含水量在6%～18%，當含水量大于18%時，黃土濕陷性一般變?yōu)檩p微～無;當含水量大于20%時，黃土基本無濕陷性。

2.3 濕陷性與孔隙比關(guān)系

黃土的一大特點就是富含孔隙，孔隙亦為黃土濕陷提供了空間，因而孔隙比對黃土濕陷性一般較敏感。一般來說，黃土孔隙比越大，黃土濕陷性越強，反之，濕陷性越弱。場地黃土濕陷系數(shù)與孔隙比關(guān)系如圖3所示。

由圖3可知，該場地黃土濕陷系數(shù)與孔隙比呈正相關(guān)關(guān)系，當孔隙比小于0.70時，黃土一般不具濕陷性，當孔隙比大于1.10時，黃土一般呈強濕陷性。盡管孔隙比與黃土濕陷關(guān)系密切，對孔隙做了大量研究，但二者之間的定量關(guān)系仍很難確定。這主要是由于黃土濕陷性不僅與孔隙的總體積有關(guān)，而且與孔隙的大小和形態(tài)有關(guān)，黃土中大、中孔隙越多，黃土濕陷性越強，而目前的試驗手段很難定量評價孔隙的大小和形態(tài)。

2.4 濕陷性與干密度關(guān)系

場地黃土濕陷性與干密度關(guān)系見圖4。濕陷系數(shù)與干密度關(guān)系較密切，規(guī)律性較明顯：干密度越大，濕陷系數(shù)越小，當干密度大于1.60g/cm3時，一般無濕陷，干密度小于1.44g/cm3時，多為濕陷性中等～強烈，其中干密度小于1.30g/cm3時，黃土濕陷性強烈。

2.5 濕陷性與飽和度關(guān)系

場地黃土濕陷性與飽和度關(guān)系見圖5。由圖5可知，濕陷性黃土的飽和度在15～68變化，當飽和度大于68，不具濕陷性。可見，黃土濕陷性一般隨飽和度的增加而減弱，當飽和度達到某一高值后無濕陷性。

3 場地地基濕陷性評價

按照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB 50025—2004）[3]規(guī)定對場地黃土地基進行濕陷性評價。評價結(jié)果見表2。由表2可知，工程場地為自重濕陷性黃土，地基濕陷等級為Ⅳ級（很嚴重）。擬建工程為甲類重要水利工程，為擋水建筑物，而黃土濕陷性深度大，超過30m，須采取工程處理措施消除黃土濕陷性，可采用先挖再回填碾壓的方法進行工程處理。

4 結(jié)論

通過對工程場地取原狀方塊樣進行室內(nèi)試驗，對場地黃土濕陷性與深度、含水量、干密度、孔隙比及飽和度的相關(guān)性進行研究，并對工程場地進行濕陷性評價，得出以下結(jié)論。

①黃土濕陷性隨深度的增加呈逐漸減弱的趨勢，工程區(qū)場地濕陷下限一般在地下31～38m，局部地段濕陷下限深度較大，達44m。

②黃土濕陷性隨含水量的增加而減弱，該工程場地黃土含水量大于20%時基本無濕陷性。

③黃土孔隙比越大，黃土濕陷性越強，反之，濕陷性越弱。該工程場地黃土孔隙比小于0.070時，一般不具濕陷性。

④黃土干密度越大，濕陷性越弱，反之，濕陷性越強。工程場地黃土干密度大于1.60g/cm3時，一般不具濕陷性。

⑤黃土濕陷性一般隨飽和度的增加而減弱，當飽和度達到某一高值后不具濕陷性。該工程場地飽和度大于68時，一般不具濕陷性。

⑥工程場地為自重濕陷性場地，地基濕陷等級為Ⅳ級（很嚴重），須采取工程處理措施。

參考文獻：

[1]中華人民共和國水利部.堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程：SL 188—2005[S].北京：中國水利水電出版社，2005.

[2]中華人民共和國水利部.土工試驗規(guī)程：SL 237—1999[S].北京：中國水利水電出版社，1999.

[3]中華人民共和國建設(shè)部.濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范：GB 50025—2004）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.