西部石油管道工程黃土區(qū)段黃土浸水濕陷試驗研究成果摘要

西部石油管道工程皋蘭－寶雞段輸油管線幾乎跨越了大半個黃土高原，這里黃土厚強，強烈的濕陷對于將來的輸油管道及其附屬建筑物會有巨大影響，因黃土濕陷性具有重要意義。該項研究收集了黃土高原20個地點所作的驗，總結(jié)了濕陷的規(guī)律。此外，把試驗場地擴大到前人沒有試驗過的三級區(qū)段內(nèi)，這種地區(qū)是超長管道不可避免要經(jīng)過的地區(qū)，而且是已發(fā)展為的土地。試驗結(jié)果證明，灌溉過的土地上仍然有濕陷性，試驗過程中停或減緩，重新注水則濕陷繼續(xù)進行，從而在野外條件下證明了濕陷發(fā)生 2100433B

中文名稱

黃土濕陷試驗

英文名稱

collapsibility test of loess

定　　義

遵循技術(shù)程序，測定黃土浸水時變形和壓力的關(guān)系，計算濕陷系數(shù)，溶濾變形系數(shù)，自重濕陷系數(shù)等黃土壓縮性指標(biāo)的技術(shù)操作。

應(yīng)用學(xué)科

水利科技（一級學(xué)科），巖石力學(xué)、土力學(xué)、巖土工程（二級學(xué)科），土力學(xué)（水利）（三級學(xué)科）

引起濕陷的原因是因為黃土以粉粒和親水弱的礦物為主，具有大孔結(jié)構(gòu)，天然含水量小，具有粘粒的強結(jié)合水連結(jié)和鹽分的膠結(jié)連結(jié)，在干燥時可以承擔(dān)一定荷重而變形不大，但浸濕后，土粒連結(jié)顯著減弱，引起土結(jié)構(gòu)破壞產(chǎn)生濕陷變形。從成因上可分為自然和人為誘發(fā)的，它們造成的經(jīng)濟損失也相當(dāng)嚴(yán)重，同時人為誘發(fā)的濕陷有逐漸增多的趨勢。

造成黃土濕陷原因主要有三種：

①黃土的力學(xué)性質(zhì)從內(nèi)部改變了黃土在浸水及外部荷載因素下，使剪應(yīng)力超過抗剪強度，從而發(fā)生濕陷。

②黃土內(nèi)部受浸水濕化作用下，使土壤自身摩擦力降低，外部擾動作用誘發(fā)濕陷。

③黃土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生崩解，使黃土顆粒間膠結(jié)強度弱化，顆粒間相對遷移，并伴隨小顆粒進入大間隙。同時由于顆粒間膠結(jié)被水溶解，在外部擾動作用下強度已不堪平衡，造成土質(zhì)結(jié)構(gòu)損壞。

劃分的具體方法是按規(guī)定的壓力（一般約為2×10^5帕）求出濕陷系數(shù)，根據(jù)基底下各土層累計的總濕陷量（Δs）和計算自重濕陷量（Δzs）的大小等因素對濕陷性黃土地基進行劃分的等級 。

濕陷性黃土的評價指標(biāo) δs被地質(zhì)學(xué)作為濕陷系數(shù)符號，代表著以δs為單位的厚度土層由于浸水在規(guī)定壓力作用下產(chǎn)生的濕陷數(shù)值，定量標(biāo)識了土樣代表的濕陷等級系數(shù)。地質(zhì)上對黃土濕陷等級系數(shù)已有明確的劃分。判斷土質(zhì)是否具備濕陷性為，δs0.07為強烈濕陷。判斷濕陷性黃土場地的濕陷類型為，自重濕陷量的實測值≤70mm為非自重濕陷性黃土場地；自重濕陷量的實測值>70mm為自重濕陷性黃土場地。判定濕陷性黃土濕陷等級系數(shù)可按照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB50025-2004)的規(guī)定進行黃土濕陷等級系數(shù)判定。（表1）因此，在黃土地區(qū)修建工程應(yīng)優(yōu)先考慮選用非濕陷黃土地基，假如建筑工程已規(guī)劃在了濕陷性黃土上，應(yīng)盡量選用非自重濕陷性黃土地基。因為這種地基與自重濕陷性黃土地基相比，要求較低。2100433B