西安地区土质分析

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1、一、西安土质为黄土（沙质），属于湿陷性黄土。湿陷性黄土的主要特征为黄色为主要色调，含盐量较大，粉土颗粒含量较多，具有大孔性，在天然剖面上有垂直节理。土质稳定性好，再没有遇到水的情况下，土质坚硬。受水浸湿容易湿陷，使建筑物大幅度沉降、倾斜而影响其安全和正常使用。湿陷性黄土是指黄土在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的湿陷变形，强度也随之降低。这种黄土一般来说质地均匀，属大孔隙土，具有中、高压缩性，在天然含水情况下，受荷载作用即产生压缩变形，可自重或非自重湿陷。自重湿陷性黄土在上覆土层自重应力下受水浸湿后，即发生湿陷；在自重应力下受水浸湿后不发生湿陷，需要

2、在自重应力和由外荷载引起的附加应力共同作用下，受水浸湿才发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。黄土产生湿陷性的原因可以从多个不同的角度分析，先从它的形状和构成来考虑。湿陷性黄土主要分布在我国的西北地区，而西北地区气候干燥，属于干旱或半干旱地区，在其形成初期，季节性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起来，而长期的干旱又使水分不断蒸发。于是土层中的水分散失。水中所含的盐类，如碳酸钙，硫酸钙等，在土粒表面上形成一种胶结物质，它和土粒之间由分子引力形成的水膜共同构成一个胶结骨架。胶结骨架起到了阻止土结构在自重应力作用下压密的作用，从而使土中出现了很多肉眼可见的多孔隙结构。这种孔隙结构具有明显的

3、强度，在一定条件下具有能保持土的原始基本单元结构而形成不被破坏的能力，由于结构强度的存在，使得湿陷性黄土的应力应变关系和强度特性表现出与其它土类有明显不同的特点。而且黄土由于胶结物的凝聚和结晶作用被牢固地粘结着，使其结构强度在未被破坏软化时，常表现出压缩性低、强度高等特性。但是，当这种孔隙结构被水浸湿后。水又溶解了里面的盐类，也就破坏了胶结骨架的结构性，使土的强度大大降低，这时由于上部荷载或自重的作用，土颗粒被挤进土结构大孔中，便出现了大量湿陷现象。由于受水浸湿这一特定条件的不确定性，湿陷性黄土地基的湿陷特性对建筑物带来了不同程度的危害性，轻者使工程结构产生裂缝或下沉，重

4、者使结构物大幅度沉降、倾斜以致影响其安全和使用。对黄土湿陷性的判别用湿陷系数值来判定。式中：-土样的原始高度（m）;-土样在无侧向膨胀条件下，在规定试验压力p的作用下，压缩稳定后的高度（m）;-对在压力p作用下的土样进行浸水，到达湿陷稳定后的土样高度（m）。湿陷系数为单位厚度的土层，由于浸水在规定压力下产生的湿陷量，它表示了土样所代表黄土层的湿陷程度。我国《湿陷性黄土地区建筑规范》（GBJ25-90）A按照国内各地的经验采用=0.015作为湿陷性黄土的界限值，≥0.015的定为湿陷性黄土，否则为非湿陷性黄土。湿陷性土层的厚度也是用此界限值确定的。一般认为<0.3为弱湿陷性

5、黄土，0.03<≤0.07为中等湿陷性黄土，>0.07为强湿陷性黄土。黄土的湿陷系数与试验时所受压力的大小有关，《湿陷性黄土地区建筑规范》根据我国一般建筑物基底土的自重应力和附加应力发生的范围规定，在用上述室内压缩试验确定时，浸水压力取值作如下规定：在基础底面下10m以内土层用200kpa;10m一下到非湿陷性黄土层顶面用上覆土层的饱和自重y压力（当大于300kpa时仍用300kpa）;但当基地压力大于300kpa时，宜按实际压力测定。湿陷性黄土地基湿陷系数类型的划分，《湿陷性黄土地区建筑规范》用计算自重湿陷量来划分这两种湿陷类型的地基，（cm）按下式计算：式中：-根据我

6、国建筑经验，因各地区土质而异的修正系数；-第i层地基土样在压力值等于上覆土的饱和自重应力时，试验测定的自重湿陷系数；-地基中第i层土的厚度；n-计算总厚度内的土层数。当>7cm时为自重湿陷性黄土地基，≤7cm时为非自重湿陷性黄土地基。湿陷性黄土地基湿陷等级的判别《湿陷性黄土地区建筑规范》对地基总湿陷量用下式计算：式中：-第i层土的湿陷系数；-第i层土的厚度；-考虑地基土浸水机率、侧向挤出条件等因素的修正系数。从桩基设计的角度看，湿陷性黄土地层具有如下的工程特点：（1）大孔隙湿陷性黄土往往具有肉眼可见的大孔隙，其孔隙比一般在1.0左右。黄土在自重或一定荷载作用下受水浸湿，土

7、体结构破坏而发生附加下沉，导致桩身受到负摩阻力。（2）含水率变化对承载力的影响黄土地层中的天然含水率状态及其在工程竣工后可能出现的含水率状态是评价黄土特性特别是地基的抗震性的非常重要的依据。（3）振陷与湿陷特性已有研究成果表明，黄土可以在两种情况下发生类似液化的现象。一种是饱和黄土在静压力较低、动荷载较大，由动荷引起黄土结构的迅速破坏导致孔压的迅速上升，或者由剩余湿陷变形的迅速发展而发生液化现象。另一种是干燥黄土，当受较大动应力的剪揉作用而发生快速的结构破坏时，因黄土的含水率低，粉颗粒彼此散开，并向大孔隙落入。此时，由于孔隙中