黄土区路基水稳定性研究

一、我国湿陷性黄土物理学特征

1.颗粒组成。湿陷性黄土以粉粒为主，含量占50%以上。一般随着粘粒含量的增加，黄土会由湿陷性黄土过渡到非湿陷性黄土。

2.土粒比重和天然容重。黄土的土粒比重一般在2.51～2.84之间，它与土的颗粒组成有关，当粗粉粒和砂粒含量较多是，比重在2.69以下，黄土的塑性较小，当粘粒含量较多时，比重在2.72以上，黄土的塑性较大。

3.干容重和孔隙比。干容重与土的湿陷性有很大的关系，干容重小，那么湿陷性就强，干容重大则湿陷性就弱。当黄土在前期承受的压力很大，已经被压实的很紧密，干容重超过了某一个数值后，黄土就会由具有湿陷性转变为非湿陷性。此外，湿陷性黄土的密实程度也可以用孔隙比来表达，显然，孔隙比小的密实度大，而相反的，密实度就小。

4.含水量。黄土的压实对水是很敏感的，而含水量在施工上的控制也比较难。黄土的含水量超过压实要求的范围时，就不能进行压实。研究黄土路基水稳定性，另一个方面就是研究黄土的力学性质和它的力学指标。湿陷性黄土的力学性质主要包括压缩性、湿陷性、抗剪强度等。

二、湿陷性黄土地基的评价

反映黄土湿陷变形的主要指标有：湿陷系数和湿陷起始压力。

湿陷系数δs是反映黄土湿陷变形的最主要指标，湿陷系数可用下列公式计算：

h—保持天然湿度和结构的土样，加压至一定压力时，下沉稳定后的高度。

h`p—加压稳定后的土样在浸水作用下，下沉稳定后的高度。

h0—土样的原始高度。

当δs小于0.015时，为非湿陷性黄土；当δs等于或大于0.015时为湿陷性黄土。图1是典型的p～δs曲线

图1 典型P-δs曲线

从图1中可以比较明显地看出黄土湿陷系数与压应力之间的关系。在开始阶段,随着压应力增大,湿陷系数也随之增大;当湿陷系数增大到δs=0.015时,所对应的压应力即为所定义的湿陷起始压应力psh,此点可以认为是黄土湿陷的开始;当压应力增至某一值时,湿陷系数达到最大值,即峰值δsmax,此时的压应力可定义为湿陷峰值压应力pfz即黄土的湿陷势达到了最大;随后湿陷系数随压应力的增加而逐渐减小,当湿陷系数减小到δs=0.015时的压应力值可认为是黄土湿陷的终结,此点可定义为湿陷终止压应力pzh如果压应力继续增大,湿陷系数将小于0.015,也即黄土湿陷性消除。

对黄土区湿陷性的评价的另一个方面就是对黄土地基承载力的评价。

影响湿陷性黄土承载力的物理指标有湿度、密度和塑性，其中湿度有含水量和饱和度，密度有干容重和孔隙比，这与土的压缩性和抗剪强度有很密切的关系。

含水量对承载力的影响与先前论述黄土的抗剪强度一致，含水量增大时，抗剪强度减小，承载力降低。密度对承载力也有着一定程度的影响。黄土的密度越大，孔隙越小，颗粒相互连接紧密，压缩性降低，抗剪强度增大，所以承载能力也就增高。

三、湿陷性黄土地基的处理

湿陷性黄土地区由于地质条件的影响，给筑路施工带来了很多不便和更高的要求。为确保湿陷黄土地区建筑物的安全与正常使用，在建设中应根据湿陷性黄土的特点和工程要求，因地制宜，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷，做到技术先进，经济合理，保护环境。具体地基处理如下：路基的各种病害或变形的产生，都与地表水和地下水的浸湿和冲刷等破坏作用有关。要保证路基的稳定性，提高路基抗变形能力，必须采取相应的排水措施或隔水措施，以消除和减轻水的危害。

路基排水分为地面和地下两类。一般情况下可以通过设置各种沟渠、地下排水构筑物达到迅速排水的目的。

若地基为湿陷性黄土，应采取拦截、排除地表水的措施，防止地表水下渗，减少地基地层湿陷性下沉。其地下排水构造物与地面排水沟渠必须采取防渗措施。

若地基土层具有强湿陷性或较高的压缩性，且容许承载力低于路堤自重压力时，应考虑地基自重和活载作用下所产生的压缩下沉。除采取防止地表水下渗的措施外，可考虑采用重锤夯实，在灰桩挤密加固，换填土等措施。

四、地基处理方法的选择

应该根据构造物的类别、湿陷性黄土的特征、施工条件和当地材料，并经过综合技术、经济的比较后才能确定。常用的处理方法有：垫层法、动力夯实法、挤密桩法等。

文章来源：《中国医学物理学杂志》 网址: http://www.zgyxwlxzz.cn/qikandaodu/2021/0413/534.html