含水量对黄土湿陷性影响

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1、含水量对黄土湿陷性的影响[摘要]本文通过工程实例，揭示了黄土中含水量变化对地基承载力的影响及变化规律，并对下沉建筑物的地基加固提出了相应措施。[关键词]含水量黄土湿陷性一、问题的提出山西晋南某工厂，由于地处山前坡松带，黄土覆盖层较厚，在大搞三线建设时期，建有一个生活小区，其中第12号楼为三层砖混结构，楼长60余米，因地基不均匀沉降，于1999年拆除，后在原址重建一幢五层楼，地基处理采用深层搅拌桩，桩径500mm，桩距1.2m，正三角形布置，有效桩长7.0m，桩顶有2m厚灰土垫层，2001年建成并投入使用，于200

2、7年5月，由于地基浸水，楼层开裂，地基下沉，为了解下沉原因、分析建筑物的安全性，对地基作补充勘察，结合笔者多年的经验，对建筑物提出了基础加固的措施。其中对湿陷性的衡量和实验方法一直如梗在喉，故提出来探讨。二、工程地质条件⑴本次勘察最大深度为13.5m，地基土自上而下分为三层：第①层：该层由压实填土——粉质粘土（Q14）组成。探孔J4以西的场地为压实填土，土中含有碎石、姜石等，层厚4.5～6.0m，可塑—坚硬，弱—强烈湿陷性，中—高等压缩性。地基承载力标准值为140kPa。含水率W=14.6%，孔隙比e=0.888

3、，液限WL=27.8%，塑限WP=17.6%，压缩系数a1-2=0.265MPa-1。探孔J4以东的场地为（Q14）粉质粘土，土中含有碎石、砖块等，层厚5.0～6.5m，可塑—软塑，中等湿陷性，中—高等压缩性。地基承载力标准值为150kPa。含水率W=23.4%，孔隙比e=1.02，液限WL=29.5%，塑限WP=17.96%，压缩系数a1-2=0.673MPa-1。第②层：该层由压实填土—粉质粘土（Q14）组成。探孔J4以西的场地为压实填土，层厚3.0～4.0m，可塑—坚硬，中等—强烈湿陷性，低—高等压缩性。地

4、基承载力标准值为130kPa。含水率W=12.6%，孔隙比e=0.975，液限WL=27.6%，塑限WP=17.2%，压缩系数a1-2=0.094MPa-1。探孔J4以东的场地为（Q14）粉质粘土，层厚3.5～6.0m，可塑，弱湿陷性，中—高等压缩性。地基承载力标准值为140kPa。含水率W=24.5%，孔隙比e=0.995，液限WL=34.6%，塑限WP=21.0%，压缩系数a1-2=0.376MPa-1。第③层：Q14湿陷性粉质粘土，软塑、可塑—坚硬，弱—强烈湿陷性，中高等压缩性。地基承载力标准值为150kP

5、a。含水率W=29.9%，孔隙比e=0.996，液限WL=37.7%，塑限WP=23.2%，压缩系数a1-2=0.0673MPa-1。⑵地基评价该场地位于丘陵斜坡地带，场地内部分土质为人工填土，部分为原状土，且同一土层内的物理力学性质指标相差较大。所以，该场地地基土稳定性与均匀性较差，但可不考虑液化影响。场地北半部（△ZS>7cm,△S>60cm）为III级自重温湿陷性黄土，2个探井在-10m处的试样湿陷系数δs分别为0.051和0.061。南半部（△ZS<7cm,△S<30cm）为I级非自重温湿陷性黄土，2个探

6、井在-9m(东侧)和-10m(西侧)处已为黄土状粉质粘土,不再具有湿陷性质。三、浸水前后地基土物理力学性能的对比指标前后含水率干密度Sr(%)孔隙比液限塑限ILIP压缩系数a1-2(MPa-1)压缩模量(MPa)湿陷系数浸水前12.61.39436.710.934127.3517.63-0.539.720.09922.520.077(湿陷强烈)浸水后24.11.33864.31.02228.9818.720.5210.26-0.9542.120.008(不具湿陷)从表可看出，在与含水量无关的指标中，比如：干密度、

7、孔隙比、塑性指数等指标变化不大，随着含水量的变化，当含水率从12.6%→24.1%，黄土的饱和度Sr也从36.71%提高到64.3%，接近65%的饱和状态。此时，土的压缩系数a1-2从0.099MPa-1(低压缩性土)转化为0.954MPa-1(具高压缩性土)，而反映土承载能力的压缩模量从22.52MPa迅速降为2.12MPa，对于湿陷性黄土来讲，其湿陷指标δ从0.077(强湿陷)转变为0.008而不具湿陷性，此时想问的是：湿陷系数与压缩系数的转换是否可以逆向转换？如果是的话，湿陷性试验方法是否科学？比如当天然地

8、基含水量在20～25%之间，试验时可能为非湿陷或弱湿陷，而当随着外界条件的变化，土中含水率减少后，其湿陷性又如何呢？对于自重湿陷性黄土，可以认为已经消除了湿陷性，而非自重湿陷性黄土呢？第2个问题是：此时土已不具湿陷性，那么继续下沉的原因是什么？根据GBJ25-90《湿陷性黄土地区建筑规范》附录+附表10.1规定，本场地浸水前的WL/e=27.35/0.934=29.3，塑