庆阳地区湿陷性黄土物理力学性质及湿陷性变化规律研究
王 洁,李朝晖
【摘 要】摘 要:采用室内试验方法,对庆阳地区 8个辖区 55个工点的湿陷性黄土进行了研究。重点论述了庆阳地区黄土在不同地貌单元,不同气候条件下物理力学性质及湿陷性变化规律。 【期刊名称】甘肃科技 【年(卷),期】2011(027)015 【总页数】2
【关键词】关键词:庆阳地区湿陷性黄土;室内试验;物理力学性质;湿陷
遇水产生湿陷的黄土为湿陷性黄土,湿陷性黄土结构疏松,胶结微弱,在一定压力下浸水时,结构迅速破坏,产生显著附加下沉量[1]。这种特性对工程建设有较大的危害。国内外诸多学者对黄土的沉积环境进行了大量研究[2],针对庆阳地区湿陷性黄土,以室内试验为手段,重点研究了庆阳地区湿陷性黄土的物理力学性质,从地貌单元、沉积环境进行分析,探究了庆阳地区湿陷黄土湿陷等级规律。
1 试验采样
庆阳地区属陇东黄土高原,地貌类型主要为黄土塬、梁、峁,气候类型由半干旱到半湿润[3]。著名的董至塬沉积了上百米的黄土层,通过“庆阳村通工程项目”55个工点共采集一级土试样 1100组,取样最大深度 30m,着重研究了湿陷性黄土物理力学性质,分析湿陷等级规律。
2 庆阳地区湿陷性黄土的物理力学性质
庆阳地区湿陷性黄土属风积成因,为马兰黄土,具有大孔隙,结构疏松,易溶盐含量高,土样呈中性至碱性。
2.1 粒组成分
庆阳地区黄土有大孔隙结构,采用六偏磷酸钠作分散剂测定,进行颗分试验,试验表明以粗粒组成分为主,粘粒含量介于 11.8%～18.2%,平均粘粒含量 15.43%,见表 1。
2.2 天然含水率及重度
庆阳地区湿陷性黄土各地区含水率平均值介于11.63%～20.35%,庆阳地区湿陷性黄土各地区重度平均值介于14.4～16.6kN/m3之间,干密度介于13.2～14.1kN/m3。其含水量与各地区所处经纬度带及降水条件呈明显变化,由东南区域向西北区域含水量平均值呈减小趋势。含水率随降水量及各地区所处地理位置有明显相关性,见表 2。
2.3 庆阳地区湿陷性黄土的孔隙比
庆阳地区湿陷性黄土孔隙比介于 0.970～1.190之间,孔隙比与湿陷程度有较密切的相关性,强湿陷性土指δs＞0.07,中等湿陷性土指 0.03＜δs＜0.07,弱湿陷性土指δs＜0.03,强湿陷性土层隙比 1.105～1.360,中等湿陷土层隙比 1.066～1.153,弱湿陷性土层隙比 0.923～1.006。 2.4 庆阳地区湿陷性黄土的塑性
庆阳地区湿陷性黄土的塑限值介于 19.1%～20.8%之间,其与含水量的关系可用下式表达:Wp=18.66+0.1W。
3 庆阳地区湿陷性黄土变化规律
1)庆阳地区黄土的湿陷性总体上呈东部地区湿陷性弱,西部地区湿陷性强,农田等受农业生产灌溉影响区域湿陷性弱,而梁、峁、塬地形较高、人为活动少的区域湿陷性强裂。东部的正宁县黄土具有 II级自重湿陷性,湿陷下陷深度 8.5～
18.0m,农田区域无自重湿陷性;宁县黄土具有 II～III级自重湿陷,以 II级自重为主,湿陷下陷深度 9.5～18.5m;东北部的合水县具有 II-I V级自重湿陷性,以 I V级自重湿陷性为主,湿陷下陷深度 17.5～28.0m,农田区域为 II级自重湿陷,湿陷下陷深度 9.5m;中部的西峰、庆城、华池地区具有 II-I V级自重湿陷,以 I V级自重为主,湿陷下陷深度大于 30m;西部镇原以IV级自重湿陷性为主,湿陷下陷深度 14～30m;环县为 II-I V级自重湿陷性,以 I V级为主,湿陷下陷深度 14.5～25m。
2)庆阳地区黄土湿陷性强弱与土层含水量及孔隙比有较强规律性,当土层中平均含水量大于14.11时,基本呈中等湿陷性,当土层平均含水量小于 10.42时,常具有强湿陷性。庆阳西部华池、环县、镇原地区上部土层具有强湿陷性,其孔隙比为1.105～1.360,其他地区有中等～弱湿陷性,孔隙比0.993～1.153。
4 结语
庆阳地区湿陷性黄土孔隙发育,结构疏松,其湿陷强弱与含水量、孔隙比有较强的相关性,该相关性体现了沉积环境,地形地貌、气候条件及人为因素对湿陷性的影响。 参考文献:
[1] GB50025-2004,湿陷性黄土地区建筑规范[S]. [2] 刘东升,张宗祜.中国黄土 [J].地质学报,1992,42(3). [3] 甘肃地图册[M].
庆阳地区湿陷性黄土物理力学性质及湿陷性变化规律研究
