黄土湿陷性系数室内试验分析

石书云 王 通

(甘肃中建市政工程勘察设计研究院，甘肃 兰州 730000)

黄土湿陷性系数室内试验分析

石书云 王 通

(甘肃中建市政工程勘察设计研究院，甘肃 兰州 730000)

黄土湿陷系数是评价黄土湿陷性的重要指标，室内通过单线法和双线法测定黄土湿陷性系数，单线法较符合黄土湿陷的基本过程，测定结果准确可靠，而双线法由于预先浸水及渗透溶滤变形等原因，测量结果误差较大，通过试验对比，对双线法的测量数据进行修正，结果与单线法较为吻合。

黄土湿陷性，单线法，双线法，湿陷系数

0 引言

湿陷性黄土是指在天然状态下，具有较高强度、较低压缩性、非饱和的欠压密土，垂直裂隙发育，孔隙比较大，肉眼可见。当遇水浸湿时，土的强度显著降低，易发生冲蚀、崩解、湿陷变形等，引起土质边坡塌滑、地基下沉、房屋开裂等不良工程地质问题，对工程建筑的危害性大。因此，工程勘察过程中，必须对黄土的湿陷性进行评价。

通常采用室内浸水压缩试验获得湿陷系数(δs)这一主要参数对黄土的湿陷性进行评价，根据现行标准GB 50025—2004黄土湿陷性地区建筑规范规定标准压力为200 kPa时，δs来判定湿陷系数。当δs<0.015时，判定为非湿陷性黄土，δs≥0.015时，判定为湿陷性黄土，并把δs=0.015时所对应的压力定义为黄土湿陷的初始压力(Psh)。

1 湿陷系数测定

试验采用单杠杆固结仪(如图1所示)进行，测试试样在不同压力P下达到压缩稳定后，将试样浸水，测出浸水后试样压缩稳定后的高度，从而计算土的湿陷系数δs。

试验分别采用单线法和双线法进行，按照规范要求，单线法一次取5个环刀试样，且天然密度差值不大于0.03 g/cm3，天然含水率差值小于1.0%，颗粒密度(比重)均为2.70，对取自同一土样的5个环刀试样按单线法分别加压，待压缩稳定后浸水，由此测得相应的湿陷系数δs。双线法取同一深度的天然原状样两个,分别在天然湿度及浸水饱和条件下作压缩试验,即用一个土样天然状态下分级加荷50 kPa，100 kPa，150 kPa，200 kPa，300 kPa，另一个土样在第一级加荷稳定后浸水，读至稳定后再分级加压至稳定，利用两条压缩曲线的变形差,计算出不同压力下的湿陷系数。试验测试结果如表1所示，并根据测试所得的湿陷系数绘制p—δs关系曲线如图2所示。

表1 湿陷系数测量结果表

表2 单线法、双线法修正结果对比表

垂向压力PkPa单线法双线法天然土变形量mm浸水土变形量mm湿陷系数δs天然土变形量mm浸水土变形量mm湿陷系数δs修正后浸水土变形量/mm修正后的湿陷系数δs500.360.460.0050.360.560.0100.490.0071000.410.620.0100.420.740.0160.650.0121500.540.840.0150.541.020.0240.900.0182000.781.260.0240.791.460.0341.280.0253000.931.590.0330.931.810.0441.590.033

2 湿陷性系数分析

从试验结果可见，采用两种不同的试验方法所测定的湿陷系数δs或湿陷起始压力Psh是不同的,有时甚至存在较大差异。单线法是在某一压力下压缩稳定后才浸水，由此得出的湿陷系数是直接的,它的受力和湿陷过程符合地基湿陷的实际情况。而双线法采用两个试件，一个预先浸水，另一个保持自然状态不浸水，当试样在事先浸水的情况下，土体的强度会显著降低，同时试验过程包含了土体的部分渗透溶滤变形作用，因此双线法测得的湿陷系数δs一般偏大,而湿陷起始压力Psh则往往偏小。

在工程试验中，单线法要同时取5个～7个环刀试样，同时要使试样间的土体结构和天然含水量一致，且天然密度差值不大于0.03 g/cm3，无论从野外取样还是室内环刀试样都有一定困难，且工作量大，而双线法只需两个试样，无论在取样还是指标控制上都要简单得多，因此进行湿陷系数测定时，大多采用双线法进行。由于试验方法的不同引起湿陷系数的差异，对工程来说至关重要，湿陷系数取大了增加工程费用投入，取小了又对工程安全不利，所以必须对双线法所得的湿陷系数进行修正。

3 湿陷系数的修正

双线法试验是对两个原状土样,分别在天然湿度及浸水饱和条件下作压缩试验,利用两条压缩曲线的变形差,计算出不同压力下的湿陷系数。如果对双线法天然湿度下压缩的那个试样在完成最后一级加压变形稳定后补作浸水压缩实验，就相当于在该压力下对该试样进行了单线法试验，如图3所示，把未浸水试样的最后一级压力下的压缩量记为S1，该压力下试样浸水后的压缩量记为S2，另一浸水试样的最后一级压力下的压缩量记为S3，令K=S2/S3，并对双线法浸水试样的各压缩量进行校正，校正后的压缩量曲线如图4所示。可见，应用该方法对本试验中双线法的数据进行修正，经修正后的压缩曲线基本与单线法的压缩曲线相吻合(见表2)，由此所得的湿陷系数、湿陷起始压力等参数更符合黄土湿陷的实际情况。

4 结语

室内黄土湿陷系数的测定常用单线法和双线法，尽管单线法更符合工程实际情况，但由于取样较多，试样的初始参数控制也较难，工作量大，而双线法只需两个试样，工作量小，初始参数较容易控制，在工程实际中经常用双线法测定黄土的湿陷系数，但双线法所测的湿陷系数较大，而湿陷起始压力较小，通过试验对比，对双线法天然状态下的试样在最后一级压力稳定后补作浸水试验，并依此为参考，对浸水试样各级压力下的压缩变形量进行修正，可以大大降低双线法的测试误差。

[1] GB/T 50123—1999,土工试验方法标准[S].

[2] 金松丽，邢义川，赵卫全,等.基于单线法试验的黄土增湿变形非线性模型研究[J].水利学报，2017(6):26-32.

[3] 张利生.关于用室内试验测定黄土湿陷性方法的探讨[J].勘察科学技术，2000(6):37-39.

[4] 王新强，张庚成.双线法载荷试验在黄土湿陷性测定中的应用[J].江西建材，2017(8):6-11.

[5] 黄 欢，姜 黎，孔海兵.甘肃某电厂黄土湿陷性试验研究[J].土工基础，2013(4):64-66.

Thelaboratorytestinganalysisonloesscollapsibilitycoefficient

ShiShuyunWangTong

(GansuCSCECMunicipalEngineeringInvestigationandDesignInstitute,Lanzhou730000,China)

The loess collapsibility coefficient is an important criteria to evaluate the collapsibility of loess. The single-line method and the double-line method are used to determine the collapsibility coefficient of loess. The single-line method is in line with the basic process of loess collapse. The results are accurate and reliable. The results of the double-line method are corrected by the comparison of the test results, and the results are in good agreement with the single-line method.

loess collapsibility, single line method, double line method, collapsibility coefficient

TU411

A

1009-6825(2017)27-0078-02

2017-07-16

石书云(1979- ),女,工程师