西安张家铺地区黄土土—水特征研究★

褚 峰

(西安工程大学城市规划与市政工程学院，陕西 西安 710048)

1 概述

黄土属于典型非饱和土，土水特征曲线可直观反映湿度与基质吸力的关系。为确定土—水特征曲线的数学表达式，W.C.Visser[1],R.H.Brooks,A.T.Corey[2]及M.Th.Van Genuchten[3]等先后利用不同地区的人工扰动黄土研究其土水特征，同时对其影响因素进行了讨论[4-9]。

本文利用西安张家铺地区原状非饱和黄土进行试验，并揭示出非饱和黄土基质吸力的影响因素，并拟合出考虑天然干密度、含水量的原状黄土的土—水特征曲线。

2 试验用土的物理力学性质

试验用土取自西安市北郊张家铺地区，取土深度为地表以下3 m处。由于历史自然原因，形成了大致三种干密度，分别为1.37 g/cm3，1.42 g/cm3，1.47 g/cm3。黄土物性指标如表1所示。

3 检测设备及测试方案

3.1 检测设备

设备利用常州永昌仪器公司生产的非饱和土压缩仪，仪器利用轴平移技术来量测试样的基质吸力。

3.2 试验步骤及试验方法

在试验前先将陶土板进行饱和，陶土板饱和完成后，让水流过陶土板下面的螺旋槽冲洗20 s，目的是为了冲走饱和陶土板时板下积聚的气泡。陶土板与试样必须接触紧密，滤纸须保持与试样一致的含水量。测试中根据试样的含水量来确定需要施加气压力的具体数值，即利用所谓的轴平移技术量测试样的原始基质吸力。原始基质吸力稳定后，加载轴向压力，轴向压力加压级别为12.5 kPa，25 kPa，50 kPa，100 kPa，200 kPa，400 kPa，800 kPa，1 600 kPa。试验采用双重的稳定标准：1)孔隙水压力的稳定标准为1 h内孔隙水压力数值保持不变；2)竖向压缩变形的稳定标准为1 h内竖向压缩变形量不超过0.01 mm。……