在黄土湿陷性系数试验中应注意的问题.doc

1、1在黄土湿陷性系数试验中应注意的问题摘要：在湿陷性黄土地区进行建设项目时,为防止地基失稳事故的发生,安全可靠的施工,就必须根据湿陷性黄土的特点和工程要求,进行黄土的湿陷性评价。因此准确的做出湿陷系数的结果是很有必要的，它对湿陷性黄土地基的施工有一定的指导意义。本文结合实际工作就黄土湿陷性系数试验提出了应注意的问题。 关键词：黄土；湿陷系数；试验；问题 Abstract: Construction projects in collapsible loess areas, to prevent the foundation instability accidents, safe and relia

2、ble construction must be based on the collapsible loess characteristics and engineering requirements, conduct the collapsibility evaluation. Therefore make accurate collapsible coefficient is necessary; it has certain significance for collapsible loess foundation construction. In this paper, combine

3、 with the actual work of loess collapsibility coefficient test should note.Key words: loess; collapsible coefficient; tests; problems 中图分类号：TU475+.3 文献标识码：A 文章编号： 大西铁路客运专线是在湿陷性黄土上修筑的 250km/h 的一条客运专2线，采用无砟轨道结构，对路基结构有较高的要求，在工程中湿陷系数是评判挤密桩及冲击碾压施工效果的主控项目。 在我国湿陷性黄土占黄土地区总面积的 60%以上，而且又多出现在地表上层，多属晚新世（Q3）和后更新

4、世（Q4）.湿陷性黄土泛指饱和的、结构不稳定的黄色土。其在自重压力或自重压力与附加压力的作用下，受水浸湿后结构迅速破坏，发生显著下沉的现象，湿陷性黄土地基的这种特性会给结构物带来不同程度的危害，使路基及结构物大幅度沉降?折裂?倾斜，甚至严重影响其安全和使用，因此判定黄土是否具有湿陷性是很有必要的。 在黄土地区工程地质勘察中，室内试验是测定其湿陷性指标的主要手段，它对土样的制备及试验的全过程要求很高，土质不均、制样、仪器、操作等都会直接影响到试验结果。 1.试验原理及方法 黄土湿陷是黄土在一定的压力?浸水及渗流长期作用下，产生压缩?湿陷及渗透溶滤变形的全过程。湿陷性黄土在垂直荷载和水的作用下，通

5、常有三种变形：即压缩变形?湿陷变形及渗透溶滤变形。 试验方法有单线法和双线法两种，由于浸水和加荷程序不同，在湿陷的产生和发展也存在着差别，单线法是在某一压力下压缩稳定后才浸水的，由此得出的湿陷性是直接的，它的受力和湿陷过程比较符合地基的实际情况，因此单线法的试验结果易于取得试验者的认同；双线法是在土体饱和状态下逐级加荷的，土的结构在荷重逐渐增大的过程中逐步破坏，它类似于饱和土的压缩过程，双线法因浸水时间长，土中可溶盐3和某些胶体的溶滤作用进行得比较充分，在试验过程中自然包含了部分渗透溶滤变形，因此从理论和质控试验结果分析，单线法比双线法更符合黄土湿陷变形的实际情况。 2.试验标准及仪器设备 T

6、B10102-2004?GB50025-2004 等标准中规定了试验方法。 单杠杆中压固结仪?环刀?百分表?滤纸?透水石等。 3.试验出现的问题 在试验之前未对透水石进行烘干。 1.试验之前透水板必须进行烘干，并且必须使透水板和滤纸达到试样天然湿度，不得过量。 1）从宏观方面来看：通过大量的试验表明，做完湿陷性试验的试样大致分为两类：第一类为表面水分居多，中间只是潮湿且仍有蜂窝状，基本是硬塑状态;第二类土体为松软状态，浸润比较彻底。 2）从微观方面分析：湿陷性主要是由黄土具有的特殊粒状架空结构体系所决定的，湿陷性黄土在浸水过程中，不仅存在水的楔入劈开作用，而且黏土粒间的联结强度随着含水量的增大

7、而降低，交换和扩散作用对于联接的减弱有较大的影响，由于水的楔入作用导致结构吸力丧失和湿吸力产生而引起的微结构重建动力与重建阻力间的动态对抗过程，此时若透水板内部有残余水分会减缓重建动力的发生。 安放固结容器之前的调平没有用平衡锤进行调平。 4.试验过程及步骤 现场取原状土样室内开土（先烘干透水石并冷却）调平仪器4（用平衡锤进行调平）使透水板和滤纸的湿度与试样接近将试样装入固结容器并安放好预压卸除预压逐级加压至最后一级稳定浸水附加下沉稳定。 采用室内压缩试验测定黄土的湿陷系数 s?自重湿陷系数 zs?和湿陷起始压力 Pah 时，均应符合下列要求： (1)土样的质量等级应为级不扰动土样。 (2)环

8、刀面积不应小于 5000mm2,使用前应将环刀洗净风干，透水石应烘干冷却。 (3)在黄土湿陷性试验中，开土这一环节特别重要，开土时必须严格控制密度 差值小于等于 0.03g/cm3,严禁开土时来回刮环刀表面，遇有虫孔，应轻轻补孔，遇有树根要小心剔除，切勿使土扰动，否则，试验数据将误差较大，有时甚至无法使用。 (4) 安放固结容器之前应用平衡锤将杠杆调平使气泡居中，使环刀试样保持天然湿度；透水板的湿度应接近试样的天然湿度。 (5)试样浸水宜用蒸馏水，当有特殊要求时，可按要求水质浸水，但应在报告中加以注明水质条件。 (6)第一级压力下的变形调整：由于切去试样时环刀表面不平或安装时仪器接触不好等，加

9、压后两个环刀产生一定的变形差异，在第一级压力变形稳定后将两个百分表读数调整一致，这样就避免了人为因素对试验结果的影响。 (7)试样浸水前和浸水后的稳定标准，应为每小时的下沉量不大于0.01mm。 5(8)施加 1kPa 的预压力，使试样与仪器上?下各部件接触，并调整变形测量计的零位或初始值。 测定湿陷系数还应符合下列要求： （1）分级加荷，加至试样的规定压力，下沉稳定后，试样浸水饱和，附加下沉稳定，试验终止。 （2）加压等级一般为 50 kPa?100 kPa?150 kPa?200 kPa，最后一级压力应按取土深度而定。从基底(如基底标高不确定时，自地面以下 1.5m)算起至 10 深度以内

10、，压力为 200 kPa；10m 以下至非湿陷性土层顶面，应用其上覆土层的饱和自重压力（当大于 300 kPa 时，仍应用 300 kPa） ；当基底压力大于 300 kPa 时，宜按实际压力确定。 5.试验结果比较 经大量试验证明：按照 TB101022004铁路工程土工试验规程来进行的试验，根本做不出来湿陷系数的实际结果，而按照 GB50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范进行试验就能做出相应的结果。 其根本问题在于 TB101022004 规范中未曾提及到湿陷性试验操作步骤的两个要点： 一是在试验之前透水石必须是烘干的。因为透水石如果不进行烘进行试验干，内部仍有残余水分，导致在压缩过程

11、中试样已经饱和，再浸水已不再发生变化。 二是安放固结容器之前杠杆的调平用平衡锤进行调平，这样就会使最初调整好的加压框架的高度基本保持不变。如果用螺旋调平就会是加压框架高度发生较大的变化，从而影响试验结果。 6在试验检测过程中湿陷系数的测定结果直接决定下一步施工的是否运行，它是衡量挤密桩及冲击碾压施工效果的决定性数据，关乎着工程质量的好坏，而在未找出原因之前做出来的试验结果与设计单位提供的数据相差却很大，做不出来一个实际的结果会导致我们不知道在挤密桩打完之后湿陷系数是否消除，是否符合设计要求，但是在操作过程中是严格按照试验操作规程 TB10102-2004铁路工程土工试验规程做的，后经查阅相关资

12、料使我们解决了这一问题。 未调整试验方法时的试验结果 桩位号 2 米 4 米 6 米 8 米 02091009516 原状土 0.002 0.001 0.000 0.000 桩间土 0.001 0.000 0.000 0.000 调整试验方法后的试验结果 桩位号 2 米 4 米 6 米 8 米 02091009516 原状土 0.027 0.021 0.019 0.016 桩间土 0.008 0.007 0.005 0.003 6.结论 （1）试验检测是工程质量评定的一个重要手段，同时也指导着施工，为了确保工程质量和正确的出具试验检测报告，这要求我们试验人员要本着对工程的安全质量负责的态度，认真的对待每一个试验，就湿陷系数测定的试验而言，透水石的烘干和杠杆的调平对测定结果起着不可或缺的作用。 参考文献： 7铁路工程土工试验规程TB10102-2004 湿陷性黄土地区建筑规范GB50025-2004 黄土湿陷性试验SL237-016-1999