第一节湿陷性黄土

• 2．黄土的结构与构造 • 形成初期，季节性的少量雨水把松散的 粉粒粘聚起来，而长期的干旱使水分不 断蒸发，于是少量的水分以及溶于水中 的盐类都集中到较粗颗粒的表面和接触 点处，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结 物，形成以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状 大孔隙结构
黄土结构示意图
由于黄土是在干旱半干旱的气候条件下形 成的，随着干旱季节的来临，黄土因失 去大量水分而体积收缩，在土体中形成 许多竖向裂隙，使黄土具有了柱状构造。 雨季来临，大气降水将黄土中的水溶性盐 类物质溶解并沿着土中的孔隙下渗，干 旱季节来临时土中的水分蒸发逃逸，溶 解的盐类物质在水分蒸发的同时于下渗 线附近重新结晶并残存下来。
第一节 湿陷性黄土 黄土按成因分为：原生黄土和次生黄土。 由风力堆积，又未经次生挠动，不具层 理的为原生黄土。 由风力以外的其他原因而成，常具有层 理或砾石、砂类层，称为次生黄土。 黄土在一定压力下受水浸湿后，结构迅速 破坏，这种性能称为湿陷性。湿陷性是 黄土独特的工程地质性质。
• 二、黄土地层的划分 • 我国黄土的形成经历了地质时代中的整个第四纪时 期，按形成的年代可分为老黄土和新黄土 。
计算时土层厚度自基底（初勘时从地面下 1.5m）算起；对非自重湿陷性黄土地基， 累计算到其下5m，对自重湿陷性黄土地 s 0.015 基，根据地区经验确定。其中 的土层不计。
例题
湿陷性黄土地基的湿陷等级
湿陷类型 非自重湿陷性 场地
计算自重湿 陷量△zs(mm)
自重湿陷性场地
总湿陷量△s（mm）
如基底压力大于300时，仍用实际压力判别 黄土的失陷性。 2、湿陷起始压力和失陷起始含水量
双线法测定湿陷起始压力
黄土的湿陷量与所受压力有关，存在一个 压力界限，压力低于这个数值，黄土浸 水也不会湿陷，这个压力为湿陷其始压 力。 p s s 0.015 曲线上取 所对应的压力作为湿陷其始压力。 黄土的湿陷其始含水量在外荷载或自重作 用下，受水浸湿开始出现湿陷现象时的 最低含水量。
• （四） 结构措施
• 如果没有采用地基处理从根本上解决地 基的浸水湿陷问题时，在设计中应当采 取相应的结构措施，以利于抑制地基不 均匀沉降，减轻或避免上部结构的损坏。 常见的结构措施有：选择适宜的结构体 系；采用有利于抗衡不均匀沉降的基础 型式（如片筏基础、交叉梁基础等）； 设置圈梁等以增强建筑物的整体刚度； 预留适应沉降的净空等。 返回
3、湿陷类型和失陷等级 自重湿陷量的计算公式为：
zs 0 zsi hi
i 1
n
当 时应定为非自重湿陷性黄土。 当 zs 7cm 时应定为自重湿陷性黄土。
zs 7cm
0 －－因地区土质而异的修正系数。
湿陷系数，
zsi －－表示第I层土层的饱和自重压力下的
zs
hz hz h0
hz －－加压至土层的饱和自重压力下时，
下沉稳定后的试样高度。 －－浸水饱和后土样下沉后的高度。 hz n－－计算厚度内湿陷土层的数目，从天然 地面算起（挖、填方较大时从设计地面算起）， 其中 的土层不计。
zs 0.015
湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据基底下各土 层累计的总湿陷量和自重湿陷量的大小来确定。 总湿陷量可按下式计算：
• 由于胶结物的凝聚和结晶作用、共用结合水的 联结作用以及毛细作用、负孔隙水压力作用等， 使黄土地基表现出较高的强度和抵抗压缩变形 的能力。当黄土受水浸湿或在一定外部压力作 用下受水浸湿时，结合水膜增厚并楔入颗粒之 间，于是结合水联系减弱，盐类溶于水中，各 种胶结物软化，结构强度降低或失效，黄土的 骨架强度降低，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，大孔隙塌陷，导致黄土地基附加的湿 陷变形。这就是黄土产生湿陷现象的内在过程。
s si hi
i 1
n
---考虑黄土地基侧向挤出和浸水几率等因
素的修正系数。无浸水几率取0，有浸水几率， 基底下5米深度以内可取1.5,基底下5～10m深 度内，取β＝1，基底下10m以下至非湿陷性黄 土层顶面，si 和hi －－第i层土的湿陷系数和厚度。
• 三、湿陷性黄土组成及结构构造 • 1．颗粒组成及矿物成分 • 湿陷性黄土的颗粒组成以粉土颗粒为主， 一般占总质量的60%以上。而粉土中又以 0.01—0.05mm的粗粉粒为多，小于 0.005mm的粘粒含量较少，大于0.1mm的 细砂颗粒含量在5%以内，大于0.25mm的 中砂以上的颗粒则很少见到。此外黄土 中还含有大量的碳酸盐、硫酸盐和氯化 物等可溶盐类。
• 黄土中粗颗粒的主要矿物成分是石英和长石，粘 土颗粒的主要成分是中等亲水性的伊里石，以及 一些水溶性盐类物质，这些盐类物质呈固态或半 固态分布在各种颗粒的表面。
粒径 地区 陇西 陕北 关中 山西 豫西 总体 砂粒 >0.05 20～29 16～27 11～25 17～25 11～18 11～29 粉粒 0.05~0.005 58～72 59～74 52～64 55～65 53～66 52～74 粘粒 <0.005 8～14 12～22 19～24 18～20 19～26 8～26
湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自 重湿陷性黄土两种。前者是指在上覆 土自重压力下受水浸湿发生湿陷的湿 陷性黄土地基；后者是指只有在大于 上覆土自重压力下受水浸湿后才会发 生湿陷的湿陷性黄土地基。
五、湿陷性黄土地基的评价 多用室内浸水侧限压缩试验。 hp hp s 1、湿陷系数： h0 湿陷系数反映了黄土对水的敏感程度。 s 0.015 时,定为非湿陷性黄土。 时,定为湿陷性黄土。 s 0.015 《黄土规范》规定，计算时压力p从基础底面（初堪 时从地面下1.5米）算起。到其下10米内土层为 200KPa，10米以下至非失陷性土层顶面应用上覆 土的饱和自重压力（大于300用300）。
• 年复一年的淋滤使地表的土体因失去大 量碳酸钙类可溶盐物质而逐渐变红（不 溶性的铁、铝等元素含量相对增加的结 果），并使以碳酸钙为主的可溶性盐类 物质在下渗线不断富集并形成钙质结核。 淋滤时间更长时就会在黄土中形成钙质 结核层。结核构造是黄土的一个重要构 造特征
四、黄土的湿陷原因和影响因素
黄土发生湿陷的内在原因是黄土的结构特征和 其物质成分，外在的条件为水的浸湿。 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联结力逐渐加大。 这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力， 阻止了土体在自重压密，从而形成以粗颗粒为 主体骨架的多孔隙结构。
• 进行地基处理，以部分或全部消除建筑 物地基的湿陷性，并达到减小地基沉降 和提高地基承载力的目的。 • 选择地基处理方法，应根据建筑物的类 别和湿陷性黄土的特性，并考虑施工设 备、施工进度、材料来源和当地环境等 因素，经技术经济综合分析比较后确定。
湿陷性黄土地基常用的处理方法
• 黄土地区采用桩基础也相当普遍，包括 钢筋混凝土预制桩（打入、静压等）或 灌注桩（钻孔、挖孔、挤土成孔等） 。 • （三） 防水措施 • 湿陷性黄土产生湿陷必须具备的外部条 件是地基土浸水，因此做好建筑物建设 期间的防排水工作并考虑其在使用期间 的防水措施无疑也可减少或避免地基的 浸水湿陷事故。
年代 近 期 早 期 — 黄土名称 新近堆 积 黄 新 土 黄 土 一般湿 陷 性 黄 土 老 非湿陷 黄 性 土 黄 土 成因 备注 一般有湿陷性，常具 有高压缩性
全新 世 Q4
以水成 次生黄 为 土 主
— 马兰黄土 离石黄土 午城黄土
一般具有湿陷性 原生黄 风成为 土 主 一般无湿陷性
晚更新世Q3 中更新世Q2 早更新世Q1
第一节 湿陷性黄土
一、黄土及其分布 黄土是在第四纪形成的一种特殊的陆相疏松 堆积物颗粒成份以粉粒为主，颜色一般呈黄色或 褐黄色。世界范围内的分布面积大约有1300万平 方公里 ，集中在干旱和半干旱地区。黄土在我 国分布广泛，分布面积大约有63万平方公里，其 中具有湿陷性的约为27万平方公里。
• 我国现行《湿陷性黄土地区建筑规范》 将中国湿陷性黄土工程地质分为七区 （其中又细分为十二个亚区），这七个 区是：Ⅰ—陇西地区，Ⅱ—陇东-陕北晋西地区，Ⅲ—关中地区，Ⅳ—山西-冀 北地区，Ⅴ—河南地区，Ⅵ—冀鲁地区， Ⅶ—边缘地区，规范并同时列出了各区 和亚区湿陷性黄土的物理性质指标和特 征描述。
70＜
△zs≤70
△zs≤3
50
△zs＞350
△s≤300
300＜△s≤700
Ⅰ（轻微）
Ⅱ（中等） Ⅱ（中等）
Ⅱ（中等）
—
*Ⅱ（中等） 或Ⅲ Ⅲ（严重） （严重） Ⅲ（严重） Ⅳ（很严重）
△s＞700
六 地基处理 针对湿陷性问题的主要措施有地基处理、 防水与结构措施三类。地基处理的目的 是消除黄土的湿陷性，它又可分为全部 消除和部分消除两种。防水措施是为了 防止雨水和其它来源的水渗入地基中。 结构措施的作用是使建筑物有一定的适 应变性的能力，在建筑物因地基浸水出 现附加的不均匀沉降时 能减轻对结构的 损害。