[科普中国]-湿陷起始应力

简介

湿陷系数是用来衡量土体在某一给定的压力作用下浸水后湿陷性强弱程度的指标。湿陷性土包括湿陷性黄土，粉砂土和干旱、半干旱地区具有崩解性的碎石土等。是否属湿陷性土可根据野外浸水载荷试验确定。当在200kPa压力作用下附加变形量与载荷板宽之比大于0.015时称为湿陷性土。湿陷起始应力有以下定义：通常指黄土类受水浸湿后，开始产生湿限时的界限压力；黄土在某一压力下开始出现湿陷性；黄土受水浸湿后，如果作用在其上的压力不大，则土只是由于其结构的联系减弱而产生压密变形，变形的速度和数值都突然剧增，此时即为湿陷变形1。湿陷起始应力在一定程度上可以反映湿陷性土在浸水后的结构强度。湿陷起始应力是黄土工程中颇有用的一个参数。 该参数在黄土工程中的应用不仅限于地基，还可以应用到勘察评价、场地平整和管线铺设等工程上。而要将湿陷起始压力较好地在工程上应用 ，湿陷起始压力的测定方法和准确取值是关键所在。所以，湿陷起始压力值必须严格按照规范中规定的方法来确定。

测定方法单线法单线法是对5个试样均在天然湿度下分级加压，分别加至不同的规定压力，直至试样湿陷变形稳定为止。单线法的优点在于单线法比双线法更适用于黄土变形的实际情况，如果土质均匀和切取的环刀试样又符合规定要求是可以得到良好的试验结果的。其缺点在于由于多试样的单线法规定在同一取土点的同一深度处至少取5个环刀试样，这样无论在仪器设备、 野外取样和室内环刀切取都会有困难，增加工作量的同时又花费了大量的时间。由于湿陷性黄土具有多空隙和结构不匀等特点，所以在同一取土点的同一深度处相互间往往也会造成不等的离散性和差值，使试验结果不能很理想地连成自然光滑的曲线 。由此可见，土质不匀是自然客观存在的，是单线法存在差异的主要因素。

双线法双线法是取两个环刀试样，一个在保持天然湿度下分级加荷，另一个在天然湿度下加第一级荷载下沉稳定后浸水，直至湿陷稳定再加荷。用干湿两线的变形差来计算各个不同压力下的湿陷变形量。双线法的优点在于方法简便，工作量小，用时少。其缺点是由于黄土结构的不均匀性，所以尽管只使用两个环刀的试样，也会使两条线的起始状态往往不能取得一致。双线中的一湿试样是在第一级荷重下沉稳定后浸水，这就成为预先浸水。预先浸水使颗粒水膜膨胀，细小的孔隙部分为水所填充，使圧密受到改变性的影响。预先浸水使土的强度显然发生变化，在实际压力大于或小于土的结构强度时，浸水破坏的湿陷变形值可能变大或变小。双线法除了存在有土质不匀的客观因素外，一湿试样的预先浸水是双线法存在差异的主要因素2。

湿陷性黄土湿陷性黄土是指正常情况下具有较好的工程性质，一旦遇水， 产生大量附加沉降，工程性质急剧恶化，危及建筑物安全的特殊土。或指在土自重压力，或土自重压力和附加压力作用下，受水浸湿后结构迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土。中国西北、华北地区广泛分布， 常由于地基浸水而产生大量湿陷事故，或由于加 层、加载、抗震加固需对地基进行托换加固。在进行地基湿陷事故处理前，需确定湿陷性土层厚度、判定湿陷类型和划分湿陷等级，对黄土的湿陷性进行正确评价。湿陷性黄土分为两类：自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。自重湿陷性黄土是指土的湿陷起始应力小于上覆土自重时，地基在上覆土自重力下浸水后发生湿限。如果土的湿陷起始应力大于上覆土的自重，上覆土自重压力下，地基土浸水并不产生湿陷，而是当自重压力与附加应力之和大于土的湿陷起始应力时，地基土浸水才发生湿陷，这类黄土称为非自重湿陷性黄土。