黄土自重湿陷性影响因素试验分析
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[摘 要]首先分析了黄土湿陷性的影响因素，再根据西安某地区黄土室内试验资料，选定影响黄土自重湿陷性的关键指标，对各因素进行试验分析，为后续确定自重湿陷系数预测模型提供依据。
[关键词]黄土;湿陷性;影响因素
[中图分类号]TU475.3 [文献标识码]A
1 黄土的主要特征
黄土的基本色调为黄色、黄褐色等，其碳酸盐等盐含量较高。黄土的矿物组成主要为石英及黏土矿物，粉土颗粒含量较高。微观结构为蜂窝状，干密度较小，呈较松散状态。在天然的剖面上，不具层理，能见垂直节理，有的具有湿陷性。因成因时代、含水量、物理力学性质、应力状态等不同，可将湿陷性黄土分为自重湿陷型黄土和非湿陷型黄土。
2 黄土湿陷性的影响因素
（1）成因及时代：一般湿陷性随地层越老反而越弱;
（2）气候：不同地理、气候条件对黄土结构影响作用大于黄土成因。黄土的性能受地理气候条件影响较大;
（3）黏粒含量：黄土的湿陷性与黏粒含量基本成反比，黏粒含量少，湿陷性强，当黏粒含量较高时，骨架胶结一般不易被破坏，则湿陷性弱;
（4）可溶盐：黄土中溶盐及难溶盐均制约黄土湿陷的发生;
（5）压缩性及深度：湿陷性与压缩性成正比，在垂直方向上随深度减小;
（6）孔隙比：孔隙比可评价土的紧密程度，湿陷系数与孔隙比基本正相关，湿陷系数随孔隙比增大而增大，黄土湿陷性还与孔隙大小及形态有关;
（7）含水量：含水量是描述土的干湿程度，其变化能使土的物理、力学性质发生变化，也能使土的压缩性和稳定性发生变化，从而影响黄土的湿陷性;
（8）干密度：干密度与黄土湿陷性基本呈反相关，干密度越大，土越密实，则湿陷性越弱。
影响黄土湿陷性是综合多个因素集体控制的，黄土的结构为黄土湿陷提供了空间条件;浸水与压力作用为黄土湿陷提供了外在条件。而本文拟对黄土自重湿陷性影响因素进行分析。参考相关文献，结合试验条件，选取五个关键指标对自重湿陷性影响进行分析。
3 黄土自重湿陷性影响因素试验分析
3.1 试验基本情况
试验场地位于西安，场地平坦，属黄土梁洼，在试验场地内开挖探井，选择其中具有代表性的探井1个，开挖深度为25m，取多个原状土样，进行室内试验。
3.2 影响因素分析
（1）天然含水量ω对黄土自重湿陷系数δzs的影响分析
根据试验数据，可以得到天然含水量ω与自重湿陷系数δzs的线性关系，拟合方程为：
δzsω=0.002ω+0.064（1）
天然含水量对黄土自重湿陷性影响较明显，不同天然含水量对应不同自重湿陷系数，天然含水量越高，自重湿陷系数反而越小;其次，当天然含水量为23.5%时，此时试验土样的自重湿陷系数均小于0.01，自重湿陷性较弱，故确定自重湿陷系数的预测模型时，应考虑天然含水量影响，当确定其影响权重时，可把含水量23.5%作为界限分区确定影响权重。
（2）干密度ρd对黄土自重湿陷系数δzs的影响分析
根据试验数据，通过拟合，可得干密度ρd与黄土自重湿陷系数δzs的函数表达式为：
δsρd=0.066ρd+0.104（2）
随着黄土干密度的增大，黄土自重湿陷系数反而减小，若当干密度达到1.45g/cm3时，黄土自重湿陷系数小于0.01，黄土自重湿陷性较弱，当干密度增大到1.7g/cm3时，自重湿陷性基本消失。黄土干密度与土体孔隙及含水量有关，在浸水试验中，干密度越大，颗粒间接触越紧密，土体在浸水时越难产生错动，自重湿陷变形量小。
（3）饱和度Sr对黄土自重湿陷系数δzs的影响分析
根据试验数据，可得自重湿陷系数与饱和度的拟合曲线表达式为：
δzsSr=0.556exp（-0.045Sr）（3）
自重湿陷系数受土体饱和度的影响比较显著，土体的饱和度越高，黄土自重湿陷性反而越弱，二者关系近似符合呈指数函数。当Sr≤48%时，土体的自重系数湿陷大于0.01，且最大能达到0.05左右，这一阶段黄土自重湿陷性较强，当Sr≤48%黄土的自重湿陷系数均小于0.01，由此表明黃土自重湿陷性很弱，当Sr>78%时，自重湿陷系数基本为零，土体达到饱和状态，不再具有湿陷性。
4 结论
通过室内试验，主要分析了西安市某地区黄土自重湿陷系数与物理指标天然含水量、干密度、饱和度间的关系。对各因素进行试验分析，为后续确定自重湿陷系数预测模型提供依据。
[参考文献]
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