浅析锦白铁路黄土湿陷性规律

王学荣

摘 要：对目前黄土湿陷性的评价做了概括，通过对锦白铁路黄土的试验数据进行分析统计，发现黄土的湿陷性与孔隙比和密度具有一定的相关性，在工程中可加深对黄土湿陷性的认识与理解。

关键词：黄土湿陷性；湿陷系数；孔隙比；密度

1 黄土湿陷性判定的现状

黄土为第四纪在干旱、半干旱气候条件下，由陆相沉积以黄色粉土颗粒为主的，含碳酸钙及少量易溶盐，具大孔隙、垂直节理、抗水性差、易崩解、侵蚀等特性的沉积物。在一定压力和浸水的作用下，土体结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的黄土为湿陷性黄土[1]。

黄土湿陷性试验的三项主要指标，湿陷系数、自重湿陷系数、湿陷起始压力。目前工程地质对黄土的工程评价主要采用室内压缩试验、现场静荷载试验及现场试坑浸水试验。室内压缩试验可测定黄土的湿陷系数、自重湿陷系数和湿陷起始压力；现场静荷载试验可测定黄土的湿陷性和湿陷起始压力；现场试坑浸水试验主要用于测定自重湿陷量值。

自20世纪50年代至今，我国对黄土的湿陷性判定通常是在现场采取不扰动土样，将其送至试验室，用三轴压缩仪测定。其中湿陷系数为单位厚度的环刀试样，在一定压力作用下，下沉稳定后，试样浸水饱和所产生的附加下沉。湿陷系数δs值应按下式计算：δs=（hp-hp'）/h0；式中hp为保持天然湿度和结构的试样，加一定压力时，下沉稳定后的高度/mm；hp'为上述加压稳定后的试样，在浸水作用下，附加下沉稳定后的高度/mm；h0为原始试样的高度/mm；当湿陷系数δs值小于0.015时，应定为非湿陷性黄土。當湿陷系数等于或大于0.015时，应定为湿陷性黄土。在工程中判定黄土湿陷性，会通过黄土湿陷性试验，国内外一直沿用单线法和双线法两种方法。单线法数据准确工作量较大，双线法工作量较小但数据存在一定的误差[2]。

2 锦白线的黄土概况

锦白铁路从大木头沟到翁牛特旗段的地表主要为第四系上更系统的黄土，分布在山梁斜坡地带的冲沟中，以黄色粉土颗粒为主，质地均一，以手搓之易成粉末，局部含少量钙质结核，无层理，在干燥时较坚硬，被流水浸湿后，容易剥落和遭受侵蚀。因黄土的成因、颗粒成分以及结构上的相近性，据此推测物理力学特性具有一定的相关性。通过对该地区黄土的试验数据进行汇总分析，重点研究了黄土湿陷性与孔隙比及密度的关系，并发现了该地区的黄土湿陷时的孔隙比和密度值。

参与黄土湿陷性统计的试样个数为280件，所有试样均为Ⅰ级不扰动土样。室内试验采用双线法，严格控制试验过程的每个细节，得出的试验数据具有一定的准确性，其中湿陷性黄土58件，非湿陷性黄土222件。该黄土的主要试验指标为：含水率在3.3%～20.7%之间，干密度在1.2g/cm3～1.6g/cm3之间，密度在1.403g/cm3～1.663g/cm3之间，孔隙比在0.85～1.12之间，湿陷系数在0.0034～0.12之间，液性指数在-0.269～-0.776之间。

3 对锦白线黄土进行数据分析

对该地区的试验数据进行汇总分析，得出表1，从表中可以看出，该地区黄土湿陷性与孔隙比及密度具有一定的相关性。

将上述表格进行分析得下图1与图2。对两种关系曲线进行拟合得关系式为z=1.3149x2-2.1973x+0.9232，z=1.838y2-6.0027y+4.9079，式中x为孔隙比，y为密度/（g/cm3），z为湿陷系数。

4 结束语

黄土湿陷性对工程的危害较大，在对黄土的湿陷性进行评价时，需要用科学严谨的态度[3]。①通过对锦白铁路黄土物理力学特性进行统计分析，发现了随着黄土天然孔隙比增大、密度减小，湿陷系数随着增大。②当δs=0.015时，天然孔隙比e=0.92，密度ρ=1.57g/cm3；当天然孔隙比e>0.92，密度ρ<1.57g/cm3时，湿陷系数δs>0.015，即为湿陷性黄土；当天然孔隙比e<0.92，密度ρ>1.57g/cm3时，湿陷系数δs<0.015，即为非湿陷性黄土。③黄土湿陷时的孔隙比及密度，对黄土的湿陷性评价具有一定的参考性，可对试验数据进行适当的校核。其他地区的黄土是否具有类似的规律值得我们共同研究讨论，希望大家能够将不同地区的黄土湿陷性的规律摸索出来，以便我们能很好的判定黄土的湿陷性。

参考文献

[1]TB10012-2007 J124-2007.铁道第一勘察设计院.铁路工程地质勘察规范[S].2007.66.

[2]GB50025-2004.陕西省建筑科学研究院.湿陷性黄土地区建筑规范[S].中国建筑工业出版社，2004，12-19.

[3]马爱农.太原东山地区黄土湿陷试验数据统计分析[J].山西建筑，2013.5，66-68.