湿陷性黄土有关试验

剔除,且勿将土扰动,否则试验数据将误差较大,有时甚至无法使用；
（4）加荷前,应将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； （6）第一级压力下的变形调整:由于切取试样时环刀表面不平或安装时仪器接触不好 等原因,加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。 （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。
定黄土湿陷性指标。在初步勘察阶段或取多个试样有困难时也允许采
用双线法进行试验。 单线法:单线法需取五个环刀试样,要求含水量均匀一致，环刀试
样间密度差值小于等于0.03g/cm3,均在天然湿度下分级加荷,分别加至
不同的规定压力，下沉稳定后浸水至湿陷稳定为止。最后绘制δs～P 曲线,在曲线上求得湿陷起始压力。
岩土工程类土工试验培训
湿陷性黄土有关试验
一 概述
1 湿陷性黄土
湿陷性黄土泛指饱和的结构
不稳定的黄色土,在自重压力或
自重压力与附加压力作用下， 受水浸湿后，土的结构迅速破 坏，发生显著下沉的现象。
2 湿陷性黄土特征
颜色呈棕黄、灰黄或黄褐色，天然剖面上垂直裂隙发育，孔隙比一般较大， 常具有肉眼可见的大孔隙；颗粒组成以粉粒(0.05～0.005mm)为主，其含量可达 50%以上；含碳酸盐或硫酸盐成分，有时含有钙质结核；水理性敏感，受水浸湿 后易产生附加沉陷。
3) 测定自重湿陷系数除应符合5.1.1条的规定外,还应符合下列要求: （1）分级加荷,加至试样上覆土的饱和自重压力,下沉稳定后,试样浸 水饱和,附加下沉稳定,试验终止； （2）试样上覆土的饱和密度,可按下式计算:
Sr e s d (1 ) ds
4）测定湿陷起始压力除应符合5.1.1条的规定外,还应符合下列要求: （1）可选用单线法压缩试验或双线法压缩试验。 （2）从同一土样中所取环刀试样,其密度差值不得大于0.03g/cm3。 （3）在0～150kPa压力以内,每级增量宜为25～50kPa,大于150kPa压力每级 增量宜为50～100kPa。 （4）单线法压缩试验不应少于5个环刀试样,均在天然湿度下分级加荷,分别 加至不同的规定压力,下沉稳定后,各试样浸水饱和,附加下沉稳定,试验终止。
双线法:双线法需取两个环刀，环刀试样间密度差值小于等于0.03g/cm3, 分别在天然湿度下和浸水饱和后做压缩试验，利用两条压缩曲线的变形差绘 制δs ～P 曲线，在曲线上求得湿陷起始压力。
试验方法的选择:单线法较双线法更符合地基实际情况，从理论上讲单
线法比双线法好。但单线法需取五个环刀，对普通工程勘察来说，取土量
3
黄土湿陷性评价
1）黄土的湿陷性,应按室内浸水(饱和)压缩试验,在一定压力下测定的湿 陷系数δs进行判定,并应符合下列规定: （1）当湿陷系数δs值小于0.015时，应定为非湿陷性黄土； （2）当湿陷系数δs值等于或大于0.015时,应定为湿陷性黄土。 2）湿性黄土的湿陷程度,可根据湿陷系数δs值的大小分为下列三种:
起始压应力、湿陷峰值压应力,从而为当地湿陷性黄土地基处理提供了
重要依据。 SL237-1999、GB50025-2004等标准中规定了试验的方法。
四
主要仪器
室内试验：杠杆式固结仪、天平、环刀、透水石等。
现场试验：承压板、载荷设备、观测设备等。
五
试验步骤要点及注意事项
测定黄土湿陷性的试验,可分为室内压缩试验、现场静载荷试验和现场试
5 湿陷性黄土试验的有关概念
(1)湿陷变形 (2)湿陷性黄土、非湿陷性黄土
(3)自重湿陷性黄土、非自重湿陷性黄土
(4)湿陷系数、自重湿陷系数
(5) 湿陷起始压力
6 P -δS曲线特征
8
δ s
7 6 5 4 3 2 1
c
d
a
b
0o
0
2
4
6
8 P
10
二 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。规程采用单线法(实际荷载法)测
在同一压力P下，两曲线纵坐标之差值即为该压力下的湿陷变形量。 （2）计算某一压力下的湿陷系数：
s
hp h h0
' p
（3）以压力为横坐标，各湿陷系数为纵坐标，绘制压力与湿陷系数关系曲线。
（4）双线法试验的误差问题
应采用单线法,当取多个试样有困难时，允许采用双线法。然而，我们在实际生产过 程中发现，采用这两种不同的试验方法所测定的湿陷系数δS 或湿陷起始压力Psh是不同 的，有时甚至存在着较大的差异。为此，如何正确地选择试验方法与能否提供可靠的试 验结果摆到了同样位臵上。 试验结果的修正:用单线法测定的湿陷起始压力,从理论上和试验结果来说比双线法 更接近黄土的变形实际情况,因此在双线法试验中,保持天然含水量施加压力的试样,在最 后一级压力下稳定后应浸水饱和,计算其湿陷系数。这个湿陷系数与在饱和状态下最后一 级压力与天然湿度下最后一级压力之间的湿陷系数其值是不一致的,通常情况下前者小于 后者,也有后者小于前者的情况。出现这种情况是由于:①预先浸水使土样强度降低,当实 际压力大于或小于结构强度时,浸水破坏的湿陷变形值可能偏大、偏小。② 试验土样的 不均匀或试验过程中的误差所致。为了使双线法测得的结果符合实际情况,可用不浸水试 样最后一级压力下浸水饱和的湿陷变形结果(单线法) 来修正浸水饱和试样各级压力下的 变形稳定值。
2) 测定湿陷系数除应符合1)条的规定外,还应符合下列要求: （1）分级加荷至试样的规定压力,下沉稳定后,试样浸水饱和,附加下沉稳定,试 验终止。 （2）在0～200kPa压力以内,每级增量宜为50kPa；大于200kPa压力,每级增量宜 为100kPa。 （3）测定湿陷系数δs的试验压力,应自基础底面(如基底标高不确定时,自地面 下1.5m)算起： 基底下10m以内的士层应用200kPa, 10m以下至非湿陷性黄土层顶面,应用其 上覆土的饱和自重压力(当大于300kPa 压力时,仍应用300kPa)；当基底压力大于 300kPa时,宜用实际压力； 对压缩性较高的新近堆积黄土,基底下5m以内的土层宜用100～150kPa压 力,5～10m和10m以下至非湿陷性黄土层顶面,应分别用200kPa和上覆土的饱和自 重压力。
坑浸水试验三种。
1
室内压缩试验
1)采用室内压缩试验测定黄土的湿陷系数δs、自重湿陷系数δzs和湿陷起始压力Psh， 均应符合下列要求:
（1）土样的质量等级应为I级不扰动土样；
（2）环刀面积不应小于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,开土这一环节非常重要,开土时必须严格控制密度ρ差值小 于等于0.03 g/cm3 ,严禁开土Байду номын сангаас来回刮环刀表面,遇有虫孔,应轻轻补孔,遇有树根要小心
六
1
数据处理及结果评定
单线法压缩试验
（1）湿陷系数δs值,应按下式计算:
h1 h 2 s h0
（2）自重湿陷系数,可按下式计算:
hz h zs h0
' z
（3）溶滤变形系数：
wt
h 2 h3 h0
2
双线法压缩试验
（1）以试样高度为纵坐标，压力P为横坐标，绘制试样高度与P关系曲线。
（5）双线法压缩试验，应按下列步骤进行: 应取2个环刀试样，分别对其施加相同的第一级压力，下沉稳定后应将2个
环刀试样的百分表读数调整一致，调整时并应考虑各仪器变形量的差值。
应将上述环刀试样中的一个试样保持在天然湿度下分级加荷，加至最后一 级压力,下沉稳定后，试样浸水饱和，附加沉稳定，试验终止。
应将上述环刀试样中的另一个试样浸水饱和,附加下沉稳定后,在浸水饱和
（1）当0.015≤δs≤0.03时,湿陷性轻微；
（2）当0.03＜δs≤0.07时,湿陷性中等； （3）当δs＞0.07时,湿陷性强烈。
3）湿陷性黄土场地的湿陷类型,应按自重湿陷量的实测值或计算值判定，并 应符合下列规定： （1）当自重湿陷量的实测值或计算值小于或等于70mm时,应定为非自重湿陷性 黄土场地； （2）当自重湿陷量的实测值或计算值大于70mm时, 应定为自重湿陷性黄土场 地； （3）当自重湿陷量的实测值和计算值出现矛盾时,应按自重湿陷量的实测值判 定。
30min观测1次,当连续2h内,每1h的下沉量小于0.10mm时,认为压板下沉已趋稳定,
即可加下一级压力。
（4）试验结束后，应根据试验记录，绘制判定湿陷起始压力的p～ss曲线图。
3
现场试坑浸水试验
在现场采用试坑浸水试验确定自重湿陷量的实测值,应符合下列要求: （1）试坑宜挖成圆(或方)形,其直径(或边长)不应小于湿陷性黄土层的厚 度,并不应小于10m；试坑深度宜为0.50m, 最深不应大工业于0.80m。坑底宜铺 100mm厚的砂、砾石。 （2）在坑底中部及其他部位,应对称设臵观测自重湿陷的深标点，设臵深度 及数量宜按各湿陷性黄土层顶面深度及分层数确定。在试坑底部，由中心向坑边 以不少于3个方向,均匀设臵观测自重湿陷的浅标点；在试坑外沿浅标点方向10～ 20m范围内设臵地面观测标点，观测精度为±0.10mm。 （3）试坑内的水头高度不宜小于300mm,在浸水过程中,应观测湿陷量、耗 水量、浸湿范围和地面裂缝。湿陷稳定可停止浸水,其稳定标准为最后到的平均 湿陷量小于1mm/d。 （4）设臵观测标点前，可在坑底面打一定数量及深度的渗水孔，孔内应填 满砂砾。 （5）试坑内停止浸水后,应继续观测不少于10d，且连续到的平均下沉量不 大于1mm/d，试验终止。
大，试验繁琐，且有时很难满足试验要求。
三
试验目的及标准
本试验的目的是测定黄土变形和压力的关系，以计算压缩变形系 数、湿陷变形系数,渗透溶滤变形系数、自重湿陷系数等黄土压缩性指 标。测定项目根据未处理的和预先浸水处理过的场地工程实际情况，
选定试验程序来确定。通过湿陷性黄土地基的湿陷性以及湿陷机理分
析，对湿陷类别和等级的判别，提出对湿陷性黄土地基处理的方法及 质量检测与控制施工中的建议。分析不同深度黄土的湿陷系数、湿陷
3 湿陷性黄土的工程危
害
黄土地基的湿陷特性，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。
4 湿陷性黄土的处理方法
湿陷性黄土地基处理的目的是改善土的性质,减少土的渗水性、压缩性， 控制其湿陷性的发生，部分或全部消除它的湿陷性。 湿陷性黄土地基处理的方法很多，在不同的地区，根据不同的地基土质和 不同的结构物，地基处理应选用不同的处理方法。所采用的有垫层法、强夯 法、灰土桩挤密法、深层搅拌桩法、振冲碎石桩法和预见浸水法等。
2
现场静载荷试验
1）在现场测定湿陷性黄土的湿陷起始压力,可采用单线法静载荷试验或双
线法静载荷试验,并应分别符合下列要求: （1）单线法静载荷试验：在同一场地的相邻地段和相同标高，应在天然湿度
的土层上设3个或3个以上静载荷试验，分级加压，分别加至各自的规定压力,下
沉稳定后,向试坑内浸水至饱和，附加下沉稳定后，试验终止； （2）双线法静载荷试验:在同一场地的相邻地段和相同标高,应设2个静载荷
试验。其中1个应设在天然湿度的土层上分 级加压,加至规定压力,下沉稳定后,
试验终止；另1个应设在浸水饱和的土层上分级加压，加至规定压力，附加下沉 稳定后，试验终止。
2）在现场采用静载荷试验测定湿陷性黄士的湿陷起始压力,尚应符合下列要 求: （1）承压板的底面积宜为0.50m2，试坑边长或直径应为承压板边长或直径的 3倍，安装载荷试验设备时，应注意保持试验土层的天然湿度和原状结构，压板 底面下宜用10 —15mm厚的粗、中砂找平。 （2）每级加压增量不宜大于25kPa,试验终止压力应不小于200kPa。 （3）每级加压后,按每隔15、15、15、15min各测读1次下沉量,以后为每隔
状态下分级加荷,下沉稳定后继续加荷,加至最后一级压力,下沉稳定,试验终止。 当天然湿度的试样,在最后一级压力下浸水饱和，附加下沉稳定后的高度
与浸水饱和试样在最后一级压力下的下沉稳 定后的高度不一致，且相对差值
不大于20%时，应以前者的结果为准,对浸水饱和试样的试验结果进行修正；如 相对差值大于20%时，应重新试验。