黃土濕陷起始壓力在工程中的運用探究

趙文麗

（甘肅土木工程科學研究院有限公司， 甘肅 蘭州 730020）

黃土濕陷起始壓力和濕陷含水量是評價濕陷性黃土濕陷變形性質的兩個重要指標。黃土本身是一種欠壓密土，具備不同程度的濕陷性。伴隨黃土地區社會經濟的發展，人們對黃土濕陷性研究和分析日益重視，對黃土濕陷性的分析和研究成為影響整個工程建設發展的重要因素。為了能夠更好的促進黃土地區工程建設發展，文章在闡述黃土濕陷起始壓力基本內涵的要求的基礎上，具體分析黃土濕陷起始壓力在工程中的運用。

1 黃土濕陷起始壓力

浸水黃土在不受壓力作用的情況下不會出現濕陷，在其遭受比較小的作用壓力的時候，土層結構在結構聯結削弱的作用下會出現壓密變形的現象，也不會出現濕陷。但是在壓力的數值超過一定壓力的時候土的結構就會遭受到破壞，變形速度和程度會快速增加，由此也就出現了濕陷變形。出現濕陷變形時所產生的最小壓力被稱作是濕陷其起始壓力。關于濕陷起始壓力的界定在一定程度上體現了濕陷性黃土在壓力和浸水兩個因素作用下出現的變形情況。但是從實際工程發展實際情況來看，由于對濕陷或者濕陷變形本身的含義研究不夠明確，導致相關人員對濕陷起始壓力概念存在不同的理解。[1]

2 黃土地區測定黃土濕陷起始壓力的實驗

黃土濕陷起始壓力對于非自重濕陷性黃土，其所指代的濕陷性壓力一般需要在一定的荷載壓力作用下能夠體現出來，這個時候黃土所表現出來的濕陷性壓力就是黃土的濕陷起始壓力。黃土密度、粘粒含量、土層埋藏深度等因素與黃土的濕陷壓力呈現出一種正相關的關系。[2]

在測定黃土濕陷起始壓力的時候一般會選擇應用室內試驗方式，按照《土工試驗方法標準》采用單線法壓縮試驗和雙線法壓縮試驗完成測定，在原狀土樣中切取環刀試樣進行試驗。需要注意的是，所選擇的每立方厘米試樣密度差值不能夠超過0.03g。壓力等級按照工程要求，在150KPa 內的時候，每級增量設定在25KPa到50KPa 之間，150KPa 以上，每級增量為50KPa 到100KPa 之間。單線法試驗切取5 個環刀試樣，均在天然濕度下分級加壓，分別加至不同的規定壓力，直至試樣濕陷變形穩定為止。雙線法試驗需要在同一組原狀土樣中切取兩個環刀試樣，一個試樣在天然濕度下分級加壓，直至濕陷變形穩定為止；另一個試樣在天然濕度下施加第一級壓力后浸水，直至第一級壓力下濕陷穩定后。再分級加壓，直至試樣在各級壓力下浸水變形穩定為止。在下沉穩定之后高度和浸水飽和試樣在最后一級壓力作用下的高度不一樣，如果高度差值超過20%的時候需以前者的結果為準，對浸水飽和式樣結果進行調整。計算各級壓力下的濕陷性系數，以壓力為橫坐標，濕陷系數為縱坐標，繪制壓力與濕陷系數關系曲線，濕陷系數為0.015所對應的壓力即為濕陷起始壓力。如圖：[3]

3 黃土濕陷起始壓力在工程中的運用

3.1 濕陷類型的基本劃分

濕陷性黃土一般分為自重濕陷和非自重濕陷兩種類型，詳見《濕陷性黃土地區建筑規范》，在界定的時候需存在兩個問題，一個是在自重濕陷量在7cm 到11cm之間的時候需要對濕陷黃土地類型進行綜合判定,這點沒有明確規定，判斷容易出現差異。同時在整體地層中如果出現不同夾層，圖面上往往表達不夠清晰，不方便使用。如果用濕陷性起始壓力和飽和自重的比值作為自重濕陷類型的劃分就能夠彌補以上操作的局限。[4]

3.2 在地基處理中的應用

在采取措施消除地基中部分黃土濕陷問題的時候可以根據濕陷的起始壓力沿著深度的分布情況以及建筑物的基本構造類型、形態、基底壓力、濕陷等級等因素來選擇適合的地基處理方式。對于非自重濕陷性黃土地基，在處理埋藏深度的時候可以應用地基下附加壓力和飽和自重壓力相加和的方式來作為濕陷起始壓力線交接深度。在需要對地基進行處理時候，基層附加上來的壓力不進行深度調整計算，這個時候基底基本符合上述條件描述的土層厚度要求。

3.3 在地基容許承載力確定方面的應用

對于非自重濕陷性黃土地基的確定，如果地層中各個土層濕陷起始壓力超過與之對應深度上覆蓋土飽和層和自身重量、壓力和的時候可以按照非濕陷性黃土地基的要求進行設計。對于輕型建筑物或者一些地下管道可以將濕陷性起始壓力作為地基容許的承載力進行計算。對于長時間浸泡的建筑物地基或者地下水位有可能上升的工程建筑，可以采取濕陷起始壓力Pah 數值來作為地基容許的基本承載力進行計算。[5]

3.4 在填方高度控制中的應用

非自重濕陷場地在進行大面積填方操作的時候，伴隨上覆蓋填土厚度的增加，自身的重量壓力也會增加，在自身重量壓力超過Psh 的時候會引起場地濕陷類型的變化，這個時候黃土濕陷會從自重壓力轉變為非自重壓力。

填土操作不僅改變了黃土的濕陷類型，而且自重濕陷層的厚度也會相應的增加。在具體施工操作的時候如果按照實際測量壓力來測量濕陷的系數規定，分級濕陷量也會相應的提高，這個時候就需要從經濟層面角度來思考如何調整和控制場地整平標高，濕陷對填方高度的有效控制。[6]

在濕陷黃土地基不處理的時候，可以通過增加基底面積的方式來調整基底的壓力，這個時候就可以不用采取預防濕陷的措施，直接可以將基礎放在非濕陷性地基上。在黃土地基設計的時候如果遇到非自重濕陷性黃土地基，在地層中的各個土層濕陷起始壓力超過對應深度上覆蓋土層飽和自身重量壓力的時候可以采取非濕陷性黃土地基設計方式。

3.5 在確定地基準許承載力方面的應用

在地基設計的過程中對于非自重濕陷性黃土地基，如果地層中各個土層濕陷起始壓力超過對應深度上覆蓋土層飽和程度、自身重力和附加壓力和的時候可以按照非濕陷性黃土地基的標準進行設計。對于一些輕型房屋建筑物或者地下管道，可以將濕陷起始壓力看做是地基容許承載力來進行地基的設計。

4 結束語

綜上所述，黃土的濕陷起始壓力指標是一個反映力學情況的重要參數，也是能夠體現出濕陷性指標的重要參數，這個指標的確定力求嚴謹、科學，測量方法也會因地制宜的進行選擇。 從實際操作上來看，濕陷起始壓力一般會被人們經常應用到非自重濕陷黃土場地，應用范圍十分廣泛。為了能夠更好的發揮出黃土的濕陷起始壓力和起始含水量的作用，需要相關人員強化對黃土的濕陷起始壓力和起始含水量測量的重視，在將其應用到地基中的同時不斷將其拓展應用到勘察評價、場地整平、濕陷類型分析等領域，從而更好的發揮出這項參數的重要作用。