期刊VIP學(xué)術(shù)指導(dǎo) 符合學(xué)術(shù)規(guī)范和道德
保障品質(zhì) 保證專業(yè),沒有后顧之憂
來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:地質(zhì)礦產(chǎn)時間:瀏覽:次
【摘 要】 濕陷性黃土在我國分布范圍很廣,其濕陷性對工程產(chǎn)生重大影響。本文總結(jié)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(guān)鍵詞】黃土濕陷性 因素 有效地
引言
濕陷系數(shù)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(nèi)浸水壓縮試驗確定,大量的試驗結(jié)果和土的濕陷變形性質(zhì)表明,土工參數(shù)間常常包含一定的依存關(guān)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(chǎn)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(zhì)
1.1濕陷性黃土的物理性質(zhì)
我國濕陷性黃土的幾個物理性質(zhì)指標的一般值為:
容重—1.33~1.819/cm3,多數(shù)為1.40~1.609/crrl3;
天然含水量—7%~23%,多數(shù)為12%~20%;
孔隙比—0.78~1.50,多數(shù)為0.8~1.2;
液限—21.7%~32.5%多數(shù)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(shù)—6.7~13.1,多數(shù)為8~12。
我國濕陷性黃土物性指標,由北向南的變化規(guī)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(qū)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(shù)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(jié)理。在天然狀態(tài)下能經(jīng)常保持垂直邊坡;在天然狀態(tài)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(jié)構(gòu)迅速破壞,并發(fā)生顯著附加下沉的性質(zhì)。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(yīng)按室內(nèi)壓縮試驗在一定壓力下測定的濕陷系數(shù)文值來判定。濕陷性系數(shù)δs值,應(yīng)按下式計算:
δs=(hp-h'p)/ho
式中:hp——保持天然的濕度和結(jié)構(gòu)的土樣,加壓至一定壓力時,下沉穩(wěn)定后的高度,cm;
H'p——上述加壓穩(wěn)定后的土樣,在浸水作用下,下沉穩(wěn)定后的高度,cm;
ho——土樣的原始高度,cm。
當δs<0.015時,應(yīng)定性為非濕陷性黃土;
當δs≥0.015時,應(yīng)定性為濕陷性黃土。
在工程中,建筑場地的濕陷類型,應(yīng)按實測自重的量或按室內(nèi)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(yīng)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(yīng)定為自重濕陷性黃土場地。如根據(jù)室內(nèi)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(xué)性質(zhì)
濕陷性黃土的力學(xué)性質(zhì)通常用壓縮系數(shù)、壓縮模量、內(nèi)摩擦角、凝聚力和無側(cè)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(chǎn)實際中意義較大。濕陷性黃土的力學(xué)性質(zhì),在同一場地里,有時變化是較大的,規(guī)律性較差。
二、濕陷性的影響因數(shù)細分
影響黃土濕陷性產(chǎn)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(xué)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(nèi)黃土的質(zhì)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(shù)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(guān)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(jié)形薄膜狀為主,這種膠結(jié)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(jié)形式多以鑲嵌狀為主,這種膠結(jié)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(guī)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(tài)或硬塑狀態(tài)。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(jié)構(gòu)強度會降低,這時在外力后黃土的結(jié)構(gòu)強度不再大幅度的下降,因而不可能再產(chǎn)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(chǎn)生濕陷的空間就大 ,如果黃土發(fā)生濕陷,那么濕陷性就強,反之則弱。
三、有關(guān)的工程措施
在弄清楚黃土的濕陷機理和影響其濕陷的內(nèi)外因素后,我們就可以在勘測設(shè)計及施工實踐中因地制宜,有針對性、有目的性地采取相應(yīng)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(zhì)危害。
3.1對每一場地,都需要根據(jù)具體環(huán)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(shè)計、施工以及維護提供可靠依據(jù)。
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(yù)先破壞黃土的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),使其產(chǎn)生預(yù)先沉降,從而預(yù)防黃土地基的突發(fā)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(xué)方法來提高黃土的結(jié)構(gòu)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(yīng)采用樁基礎(chǔ)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(yù)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(zhì)就是預(yù)先增加場地的水濕程度,增加黃土濕陷的誘發(fā)因素,使其結(jié)構(gòu)破壞,產(chǎn)生預(yù)先沉降,從而達到防治場地產(chǎn)生突然沉降破壞的目的。
結(jié)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(nèi)在因素和誘發(fā)因素,才能夠因地制宜,在掌握規(guī)律的基礎(chǔ)上采取更大的主動性,根據(jù)具體情況,制定相應(yīng)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(qū)域建筑工程地質(zhì)概要[M].北京:科學(xué)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(yè)出版社,2001.
[3]張?zhí)K民,鄭建國,濕陷性黃土的工程性質(zhì)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(zhì)出版社,1982.