中圖分類號：TU42 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2025）18-0062-05

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2025.18.013

Abstract：Forthepurposeoffinelyevaluatingthetypesofcolapsiblityinloess tableland，representativesiteswereselected foron-siteimmersiontest.Theexperimentalresultsshowthattheresearchareaiscollpsibleloesssiteunderoverburden presureintrialperiod，thelowerlimitdepthofthecollpsibleunderoverburdenpresureistakenfromthebottominterfaceof the Q₃ paleosol layer;Thecharacteristicofloesscolapseunderoverburdenpressuredeformation hasbn determinedtobe\"fast （6d）→relativelyuniform（38d）→fast（5d）→stable\"，withthemaximumsetlementatthecenterpointofthetestpit;Duringthe processof waterinfiltration，infiltrationzonesimilartoaninvertedfunnelisformedradially，withanangleofabout 35^° between thefunnelboundayandverticaldirectionoftestpitdge；Thesoilqualitycorectioncoeffientofcalculatingcollasevalue underoverburdenpresureβOisdeterminedtobeO.6O;Inrecoveryperiodafterthecompletionoftheexperimentitwasfound thatthesitehadbeendriedfor256days，andthefoundationsoilcontainedhighwatercontent，whichhadpoorenginering propertiesandwasnotconducivetoprojectconstruction;Aftertheimmersiontest，thecolapsibilityoftheupprsoillayer（above 17mbelowtheground）canbesignificantlyreduced，andthecollpsibilityofthedeepsoillayer（elow17mundertheground） canbeeliminated.Thisstudycanprovidebasisfordeterminingareasonable foundationtreatmentplanandconstructiondateof the testing site，and also provide reference and guidance for other construction projects in the region.

Keywords：loess tableland; collapsible loess； field immersion test； trial period;recovery perioc

黃土廣泛分布于我國中西部地區(qū)，約占我國國土面積的1/6，以其具有強烈的水敏性而被歸類為特殊性土。當黃土作為地基土時，潛在濕陷變形對建構筑物工后的安全穩(wěn)定構成威脅，因此準確評價黃土濕陷性至關重要。根據相關規(guī)范，評價濕陷類型的方法主要為現場浸水試驗和室內壓縮試驗。由于室內濕陷試驗反映半無限水平場地黃土浸水入滲的濕陷變形特征，與原位土層變形路徑有一定差別，需要對試驗數據進行修正再應用；而現場浸水試驗能模擬原位土層滲水路徑，直接反映濕陷性黃土浸水變形規(guī)律，考慮到試驗費用和周期的因素，一般工程不具備試驗條件，但在缺乏經驗地區(qū)，建議甲、乙類建筑采用現場浸水試驗確定場地濕陷類型及自重濕陷下限深度[1-4]。出于對以上2種方法不足的補充，有學者提出原位砂井浸水試驗方法，并已在實際工程中對其合理性、準確性及實用性進行了驗證。

目前隨著我國基礎設施的完善，已然對黃土工程性質有了較為深人的認識。其中在現場浸水試驗方面取得的成果，如邵生俊等通過分析中國黃土地區(qū)60多個場地67個試坑浸水試驗資料及探井采樣室內試驗資料，提出大厚度自重濕陷黃土場地自重濕陷系數的起始門檻值應根據不同埋深范圍而確定，自重濕陷量計算值的修正系數根據地區(qū)進行調整；蘇忍等依托蘭州地鐵3號線一期工程現場浸水試驗認為自重濕陷系數與深度符合冪函數關系；王治軍、楊喆等[7-8]均依托工程項目進行現場浸水試驗，得出了研究場地濕陷類型、自重濕陷下限深度以及徑向和縱向濕陷變形規(guī)律，并將室內試驗結果與現場浸水試驗結果進行了對比，提出了場地的土質修正系數；王鋒等通過現場浸水試驗對蘭州新區(qū)深厚黃土場地的濕陷變形特征進行了研究。

綜上所述，現場浸水試驗所得結論適用于單個工點，普適性較差，且鮮有學者對浸水后地基土工程性質進行論述。因此，為了提高黃土場地濕陷性評價問題的精度，現階段比較可行的方案則為增加場地分區(qū)數量與精度?；诖?，本次在關中平原（黃土塬）地區(qū)開展了現場浸水試驗，以期更真實反應該地區(qū)濕陷性黃王原位濕陷變形過程，揭示濕陷機理，為同地區(qū)類似工程建設提供直接的應用價值。相關試驗方法、數據處理及結論在文中均進行了詳細說明。

1 工程地質條件

研究區(qū)位于咸陽市渭城區(qū)北杜鎮(zhèn)，除東南部緊鄰現狀加油站外，周邊無其他重要建筑物和構筑物。地勢平坦，無不良地質，地面高程介于 495.21～496.91m ，穩(wěn)定地下水位埋深為 37.80～39.30m ，地貌單元屬黃土塬。

地基土為黃王和古土壤成層交替出現，地面下約12m 為馬蘭黃土 ，其下為離石黃土（ （Q₂） ，各層巖土特性詳見表1。根據勘察報告，研究區(qū)為自重濕陷性黃土場地，地基濕陷等級為Ⅲ（嚴重）級，自重濕陷最大下限深度 22.20m 。

2浸水試驗方案設計

為準確查明試驗場地地層結構、一般物理力學性質及濕陷深度，試驗前在試坑周邊開挖探井1個并連續(xù)取樣，探井深度為 25m ，在井壁人工刻取I級土樣，間距 1m ，測定黃土主要物理力學指標。試驗結果表明，濕陷土層自重濕陷系數 δ_zs 在 0.016～0.069 ，濕陷系數 δ_s 在 0.024～0.187 ，自重濕陷量計算值為 313mm ，濕陷的下限深度為 20.9m ，濕陷量計算值為 1294mm ，屬自重濕陷性黃土場地，濕陷等級為Ⅲ級（嚴重），這與勘察報告結論基本一致。

2.1 試坑設計

依據以上結論及規(guī)范對浸水試驗要求，在試驗場地開挖直徑 22m 深度 0.5m 的圓形浸水試坑，坑底整平后，鋪設約 10cm 圓礫，粒徑 1～3cm^[1] ，坑內外設置沉降觀測標、水位觀測孔以及對比孔用以評價黃土塬地區(qū)浸水條件下對工程場地的影響，浸水過程中始終保持水頭在 30～40cm 。

2.2 淺標點布設

自試坑中心由內向外布置3條（A、B、C）放射狀測線，夾角為 120^° ，用于地表濕陷變形觀測，共計布設40個淺標點（如圖1所示）。其中16個淺標點等間距L 2.0m ）布設在試坑內，埋深為坑底下 0.5m;24 個淺標點變間距布設在試坑外，埋深為地面下 0.5m 。每條測線編號由試坑中心向外依次為O、A1＼～A12、B1＼～B12、C1＼～C12。

2.3 深標點布設

深標點徑向分布于試坑內，與淺標點測線兩側夾角 30^° ，布設6條 （H，J，K，L，M，N） 測線，用于觀測不同深度土層的沉降量，共布設深標點24個，每條測線等間距（ 2.0m 布設。垂向上，試坑底 0～25m 范圍內，每一深度（2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24m）各布設2個深標點。

本次試驗未單獨設置滲水孔，利用深標點作為滲水孔，在套管外填充圓礫，加速地基浸水飽和進程

3 試坑浸水影響分析

本次浸水試驗自2021年6月28日開始注水，2021年8月10日停止注水，2021年8月27日停止沉降觀測，歷時60d，其中注水43d，停水觀測 17d 總注水量 12 509m³ 。分別于2021年8月11日和2022年4月2日在試驗場地取原狀土樣進行室內試驗，以求查清在浸水期，試驗對場地地基土豎向、徑向的影響以及在浸水結束一段時間后（即恢復期），場地地基土工程性質的恢復情況，為后續(xù)地基處理的施工提供參考。

層累計變形量隨時間的變化曲線如圖3所示。

3.1 試坑豎向影響

根據現場沉降監(jiān)測數據，以浸水天數為橫軸、變形量為縱軸（正為上升、負為沉降），繪制A系列各淺標點累計變形量隨時間的變化曲線如圖2所示，各標點位置分別為試坑中心 o 點、距試坑中心 o 點不同距離（2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，26，31m） ，其他系列淺標點變化規(guī)律基本相同。

根據現場沉降監(jiān)測數據，以浸水天數為橫軸、變形量為縱軸（正為上升、負為沉降），繪制不同深度土

根據本次浸水試驗方案，深標點埋置情況如下：② 黃土層8個 （2，4，6，8m ）、 ③ 古土壤層4個（10、12m ） ④ 黃土層8個 （14，16，18，20m ） ⑤ 古土壤層4個 （22，25m 。

幾個階段。 ① 陡降段（ （0～6d ：浸水試驗初期，淺部地層處于快速沉降狀態(tài)； ② 相對勻速沉降段（7＼～44d）：浸水試驗中期，浸水6d以后各標點相對勻速沉降狀態(tài)，沉降速率穩(wěn)定在 0.94mm/d 左右； ③ 陡降段 （45-49d） ：停水后，各沉降標點處于快速下降狀態(tài)，單日沉降量均大于 5mm ，此為地基土固結沉降過程; ④ 后期穩(wěn)定段 （50～60d） ：各沉降標點處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

根據圖3可知，自重濕陷主要集中在 12m 以上② 層黃土 中，沉降量為 119.1mm ，占總沉降量的86% ，沉降速率穩(wěn)定在 0.86mm/d 左右。

根據本次現場監(jiān)測沉降數據，實測自重濕陷量為138.5mm ，場地濕陷類型屬自重濕陷性黃土場地，取自重濕陷下限深度為 12m 。

3.2試坑浸水徑向影響

為確定本次試驗浸水在徑向的影響范圍，停水之后在東側完成機械鉆孔6個，鉆孔內間隔 2.0m 采取不擾動土樣現場進行含水率試驗（圖1），根據試坑外鉆孔土樣室內試驗分析確定浸水在徑向的影響范圍。結果顯示 TSD2^#?TSD3^#?TSD4^#?TSD6^# 孔分別在深度5.0，8.0，15.0，12.0m 處土樣含水率出現突變，表明該深度以下土層受到水的浸濕作用，劃為浸潤區(qū)，該深度以上土層沒有受到水的浸濕作用，為非浸潤區(qū)，繪制試驗場地東側濕陷性黃土浸潤范圍（圖4）。由圖4可以看出，浸潤線在第一層古土壤處向外突出，分析認為 ③ 層古土壤干密度較大、孔隙比和壓縮系數均比較小，可視為相對隔水層，水分入滲至該層徑向滲透所致；浸濕區(qū)的影響范圍隨深度的增加而逐漸增大，浸潤線與試坑邊緣垂向夾角約 35^°

3.3浸水235d后地基土工程性質

為查清試驗場地在浸水結束一段時間后（即恢復期）場地地基土工程性質的恢復情況，為后續(xù)地基處理的施工提供參考，本次在停止注水235d后（2022年4月2日）在試坑內取原狀土樣進行室內試驗（圖5），試驗結果如圖6—圖8所示。

根據圖6可知，場地試坑浸水試驗結束后，經過235d 的晾曬，地層的含水率未恢復至原始土層狀態(tài)，不利于基坑開挖、支護及地基處理。以第一層古土壤為界，其上黃土層原始狀態(tài)含水率隨深度增加而增加，浸水晾曬235d后含水率不隨深度變化而變化、且飽和度為 50% 左右，2種工況下同一深度處含水率的差值隨深度增加而變小；其下黃土層原始狀態(tài)與浸水晾曬 235d 后含水率均隨深度增加而增加，2種工況下同一深度處含水率的差值隨深度增加而變大。根據以上情況分析，在浸水晾曬 235d 后，地基土工程性質恢復以第一層黃土為主且尚未完成，其下地層受浸水影響的地層工程性質恢復情況較弱，

根據圖7一圖8可知，浸水大幅度減弱了地面下17m 以上土層的濕陷性，消除了地面下 17m 以下王層的濕陷性。

3.4修正系數 β₀ 的確定

考慮到地層沉積環(huán)境不同，土質之間存在差異，因而在計算自重濕陷量時，引入了修正系數 β₀ ，其計算公式如下

式中： Δ_zs 為自重濕陷量計算值， mm;δ_zsi 為第 i 層土的自重濕陷系數； h_i 為第 i 層土的厚度， mm 。

為確定本場地自重濕陷量計算的修正系數 β₀ ，以探井中人工刻取I級土樣的濕陷性試驗和現場實測濕陷量為依據。自重濕陷量計算深度與實測濕陷量的各深標點一致，最大計算深度為自重濕陷底界（ |12m ，計算的自重濕陷量修正系數 β₀ 詳見表2。

由表2可以看出，計算的修正系數 β₀ 介于 0.40～ 0.60，平均值為0.52，小于GB50025—2018《濕陷性黃土地區(qū)建筑標準》推薦值（0.90）。由于 ④ 黃土 Q₂^eol 及以下各層實測自重濕陷量較小，本不做修正。

綜上所述，該試驗場地建議 Q₃^eol 黃土修正系數 β₀ 取0.60，不考慮 Q₂^eol 黃土的自重濕陷性。

4結論

1）研究區(qū)屬自重濕陷性黃土場地，最大自重濕陷量為 138.5mm ，自重下限深度約 12m 左右（ Q₃ 古土壤層底界面），自重濕陷量計算值土質修正系數 β₀ 宜為0.60（顯著低于規(guī)范推薦值0.90）。

2）自重濕陷黃土變形呈現4個階段性特征：第一階段（0＼～6d）為陡降、第二階段（ （7～44d ，速率約0.94mm/d ）勻速沉降、第三階段（45＼～49d）陡降、第四階段（50＼～60d）穩(wěn)定，且試坑中心點的沉降最大。

3）水分下滲能夠減弱上部黃土的濕陷性、消除下部黃土的濕陷性，上部和下部深度界限為地面下 17m 并在空間上形成與試坑邊緣垂向夾角約為 35^° 倒置漏斗的浸潤區(qū)， ③ 古土壤層因干密度大、滲透性低，對水分徑向擴散起阻隔作用。

4）由于現場浸水試驗導致原地基土含水率增大，工程性質不良，其物理性質恢復至原始狀態(tài)時間大于256d，影響項目施工進度。

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