淺析錦白鐵路黃土濕陷性規律

王學榮

摘 要：對目前黃土濕陷性的評價做了概括，通過對錦白鐵路黃土的試驗數據進行分析統計，發現黃土的濕陷性與孔隙比和密度具有一定的相關性，在工程中可加深對黃土濕陷性的認識與理解。

關鍵詞：黃土濕陷性；濕陷系數；孔隙比；密度

1 黃土濕陷性判定的現狀

黃土為第四紀在干旱、半干旱氣候條件下，由陸相沉積以黃色粉土顆粒為主的，含碳酸鈣及少量易溶鹽，具大孔隙、垂直節理、抗水性差、易崩解、侵蝕等特性的沉積物。在一定壓力和浸水的作用下，土體結構迅速破壞，并產生顯著附加下沉的黃土為濕陷性黃土[1]。

黃土濕陷性試驗的三項主要指標，濕陷系數、自重濕陷系數、濕陷起始壓力。目前工程地質對黃土的工程評價主要采用室內壓縮試驗、現場靜荷載試驗及現場試坑浸水試驗。室內壓縮試驗可測定黃土的濕陷系數、自重濕陷系數和濕陷起始壓力；現場靜荷載試驗可測定黃土的濕陷性和濕陷起始壓力；現場試坑浸水試驗主要用于測定自重濕陷量值。

自20世紀50年代至今，我國對黃土的濕陷性判定通常是在現場采取不擾動土樣，將其送至試驗室，用三軸壓縮儀測定。其中濕陷系數為單位厚度的環刀試樣，在一定壓力作用下，下沉穩定后，試樣浸水飽和所產生的附加下沉。濕陷系數δs值應按下式計算：δs=（hp-hp'）/h0；式中hp為保持天然濕度和結構的試樣，加一定壓力時，下沉穩定后的高度/mm；hp'為上述加壓穩定后的試樣，在浸水作用下，附加下沉穩定后的高度/mm；h0為原始試樣的高度/mm；當濕陷系數δs值小于0.015時，應定為非濕陷性黃土。當濕陷系數等于或大于0.015時，應定為濕陷性黃土。在工程中判定黃土濕陷性，會通過黃土濕陷性試驗，國內外一直沿用單線法和雙線法兩種方法。單線法數據準確工作量較大，雙線法工作量較小但數據存在一定的誤差[2]。

2 錦白線的黃土概況

錦白鐵路從大木頭溝到翁牛特旗段的地表主要為第四系上更系統的黃土，分布在山梁斜坡地帶的沖溝中，以黃色粉土顆粒為主，質地均一，以手搓之易成粉末，局部含少量鈣質結核，無層理，在干燥時較堅硬，被流水浸濕后，容易剝落和遭受侵蝕。因黃土的成因、顆粒成分以及結構上的相近性，據此推測物理力學特性具有一定的相關性。通過對該地區黃土的試驗數據進行匯總分析，重點研究了黃土濕陷性與孔隙比及密度的關系，并發現了該地區的黃土濕陷時的孔隙比和密度值。

參與黃土濕陷性統計的試樣個數為280件，所有試樣均為Ⅰ級不擾動土樣。室內試驗采用雙線法，嚴格控制試驗過程的每個細節，得出的試驗數據具有一定的準確性，其中濕陷性黃土58件，非濕陷性黃土222件。該黃土的主要試驗指標為：含水率在3.3%～20.7%之間，干密度在1.2g/cm3～1.6g/cm3之間，密度在1.403g/cm3～1.663g/cm3之間，孔隙比在0.85～1.12之間，濕陷系數在0.0034～0.12之間，液性指數在-0.269～-0.776之間。

3 對錦白線黃土進行數據分析

對該地區的試驗數據進行匯總分析，得出表1，從表中可以看出，該地區黃土濕陷性與孔隙比及密度具有一定的相關性。

將上述表格進行分析得下圖1與圖2。對兩種關系曲線進行擬合得關系式為z=1.3149x2-2.1973x+0.9232，z=1.838y2-6.0027y+4.9079，式中x為孔隙比，y為密度/（g/cm3），z為濕陷系數。

4 結束語

黃土濕陷性對工程的危害較大，在對黃土的濕陷性進行評價時，需要用科學嚴謹的態度[3]。①通過對錦白鐵路黃土物理力學特性進行統計分析，發現了隨著黃土天然孔隙比增大、密度減小，濕陷系數隨著增大。②當δs=0.015時，天然孔隙比e=0.92，密度ρ=1.57g/cm3；當天然孔隙比e>0.92，密度ρ<1.57g/cm3時，濕陷系數δs>0.015，即為濕陷性黃土；當天然孔隙比e<0.92，密度ρ>1.57g/cm3時，濕陷系數δs<0.015，即為非濕陷性黃土。③黃土濕陷時的孔隙比及密度，對黃土的濕陷性評價具有一定的參考性，可對試驗數據進行適當的校核。其他地區的黃土是否具有類似的規律值得我們共同研究討論，希望大家能夠將不同地區的黃土濕陷性的規律摸索出來，以便我們能很好的判定黃土的濕陷性。

參考文獻

[1]TB10012-2007 J124-2007.鐵道第一勘察設計院.鐵路工程地質勘察規范[S].2007.66.

[2]GB50025-2004.陜西省建筑科學研究院.濕陷性黃土地區建筑規范[S].中國建筑工業出版社，2004，12-19.

[3]馬愛農.太原東山地區黃土濕陷試驗數據統計分析[J].山西建筑，2013.5，66-68.