黄土湿陷现象成因

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1、黄土湿陷现象的成因　　黄土类土是一种特殊的第四纪大陆松散堆积物，性质特殊。晋城矿区主要分布有：老黄土，一般没有湿陷性，土的承载力较高，以Ｑ２离石黄土为代表；新黄土，广泛覆盖在老黄土之上，在矿区分布广泛，与工程建筑关系密切，一般都具有湿陷性，尤以Ｑ３马兰黄土构成湿陷性土的主体。黄土在干燥时具有较高的强度，而遇水后表现出明显的湿陷性，这是由黄土本身的成分结构决定的。　　黄土中含６０多种矿物，以碎屑矿物为主，并含部分黏土矿物。碎屑矿物中主要为石英、长石、碳酸岩；黏土矿物绝大多数为水云母，并有少量蒙脱石和高岭石等。易溶盐、中溶盐和有机物的含量较

2、少。　　构成黄土的结构体系是骨架颗粒，它的形态和连接形式影响到结构体系的胶结程度，它的排列方式决定着结构体系的稳定性。湿陷性黄土一般都形成粒状架空点接触或半胶结形式，湿陷程度与骨架颗粒的强度、排列紧密情况、接触面积和胶结物的性质和分布情况有关。黄土在形成时是极松散的，靠颗粒的摩擦和少量水分的作用下略有连接，但水分逐渐蒸发后，体积有所收缩，胶体、盐分、结合水集中在较细颗粒周围，形成一定的胶结连接。经过多次的反复湿润干燥过程，盐分积累增多，部分胶体陈化，因此逐渐加强胶结而形成较松散的结构形式。季节性的短期降雨把松散的粉粒黏结起来，而长期的干

3、旱气候又使土中水分不断蒸发，于是少量的水分连同溶于其中的盐分便集中在粗粉粒的接触点处，可溶盐类逐渐浓缩沉淀而形成为胶结物。随着含水量的减少土粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的连接力也逐渐增大，这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体的自重压密，形成了以粗粉粒为主体骨架的多空隙结构。当黄土受水浸湿时，结合水膜增厚楔入颗粒之间，于是结合水连接消失，盐类溶于水中，骨架强度随着降低，土体在上覆土层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下，其结构迅速破坏，土粒向大孔滑移，粒间孔隙减小，从而导致大量的附加沉陷。这就是黄土湿

4、陷现象的内在过程。　　１．２黄土湿陷性的本质和湿陷系数　　黄土在一定压力作用下，受水浸湿后结构迅速破坏而产生显著附加沉陷性能，称为湿陷性。湿陷产生的根本原因是黄土具有明显的遇水连接减弱，结构趋于紧密的有利于湿陷的特殊成分和结构。衡量黄土湿陷程度的指标为“湿陷系数”即δｓ。　　δｓ＝■（１）　　式中：ｈｐ为保持天然的湿度和结构的土样，加压至一定压力时，下沉稳定后的高度，ｃｍ；ｈｐ′为上述加压稳定后的土样，在受水作用下，下沉稳定后的高度，ｃｍ；ｈ０为土样的原始高度，ｃｍ。　　当δｓ值小于０．０１５时，应定为非湿陷性黄土，当δｓ值大于或等于０

5、．０１５时，应定为湿陷性黄土。　　１．３黄土的自重湿陷和非自重湿陷　　黄土受水浸湿后，在上部土层的饱和自重压力作用下而发生的湿陷，称为自重湿陷，否则称非自重湿陷。　　划分自重湿陷和非自重湿陷黄土时，可取土样在室内作浸水压缩试验，在土的饱和自重压力下测土的自重湿陷系数δｚｓ。　　即δｚｓ＝■（２）　　式中：ｈz为保持天然含水率和结构的土样，加压至土的饱和自重压力时，下沉稳定后的高度，ｃｍ；ｈz′为稳定后的土样，在受水作用下，下沉稳定后的高度，ｃｍ；ｈ０为土样的原始高度，ｃｍ。　　当δｚｓ＜０．０１５时，应定为非自重湿陷性黄土；当δｚｓ≥０

6、．０１５时，应定为自重湿陷性黄土。　　１．４湿陷性黄土地基湿陷等级的确定　　湿陷性黄土地基湿陷等级，应根据基底下各土层累计的总湿陷量Δｓ和计算自重湿陷量Δｚｓ的大小等因素确定。　　Δｓ＝∑βδｓｉｈｉ（３）　　式中：δｓｉ为第ｉ层中的湿陷系数；ｈｉ为第ｉ层土的厚度,ｃｍ；β为考虑地基土的侧向挤出和浸水几率等因素的修正系数。基底下５ｍ（或压缩层）深度内取１．５；５ｍ（或压缩层）深度以下，在非重湿陷性黄土场地，可不计算；在自重湿陷性场地，可按（４）式的β０值取用。　　自重湿陷量Δｚｓ＝β０∑δｚｓｉｈｉ（４）　　式中：δｚｓｉ为第ｉ层土在上

7、覆土的饱和自重压力下的自重湿陷系数；ｈｉ为第ｉ层土的厚度,ｃｍ；β０为因土质地差异的修正系数。晋城地区取０．５。利用δｓｉ和δｚｓｉ确定湿陷等级可参考表１。　　２湿陷性黄土地基的处理　　湿陷性黄土地基处理的目的主要是通过消除黄土的湿陷性，提高地基的承载力。常用的地基处理方法有：土或灰土垫层、土桩或灰土桩、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等。各类地基的处理方法都应因地制宜，通过技术比较后合理选用。　　对于Ⅱ级以上湿陷性黄土地基处理如采用土或灰土垫层、土桩或灰土桩、桩基础预浸水法，不同程度存在工作量大、花费劳力多、施工现场占地大、工期长

8、、造价高等缺点。近几年来，强夯法以其处理地基施工简便、速度快、效果好、造价低等优点，在全国湿陷性黄土地区得到广泛应用和推广，在我集团公司寺河矿，处理湿陷性黄土地基的效果也十分明显。　　寺河矿联合建筑设计在Ⅱ