CN113391053A - 一种黄土地基的湿陷敏感性评价方法 - Google Patents

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李皓
董战峰
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刘力平
潘宏
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Abstract

本发明提供了一种黄土地基的湿陷敏感性评价方法，包括以下步骤：步骤一：黄土样品取样；步骤二：黄土样品进行室内工程试验，测定各个土层的各个黄土样品的参数；步骤三：根据公式计算各土样的湿陷敏感度Mi和成为函数Wi；步骤四：根据公式Md＝Σ(Mi×Wi)/ΣWi，计算黄土地基的湿陷敏感性Md。本发明的黄土地基的湿陷敏感性评价方法具有简单、易于操作、符合实际的特点。

Description

一种黄土地基的湿陷敏感性评价方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及黄土基地评价技术，具体为一种黄土地基的湿陷敏感性评价方法。
背景技术
黄土在地球上分布很广，约占陆地总面积的9.3％，其是第四纪沉积物的一种，具有一系列的内部物资成分和外部形态特征。黄土能够吸水而被浸湿，导致其结构迅速被破坏而发生显著的下沉的现象，称为黄土的湿陷。
地基是指建筑物先支承基础的土体或岩体，在含有湿陷性黄土的地区建造的建筑物地基称为湿陷性黄土地基。由于其具有湿陷性，因此，需要对其进行处理，以降低甚至消除地基的湿陷性。
在湿陷性黄土地基中，各层黄土的湿陷敏感性在不同深度有着不同的变化；随着深度的增加，使土体浸水饱和产生湿陷的可能性在降低；另外，在湿陷性土层中一般还夹杂有非湿陷性土层，这种非湿陷性土层的存在，也会影响整个地基的湿陷敏感性。由此可见，黄土地基的湿陷敏感性比黄土的湿陷敏感性还要复杂，它不仅与土性、应力大小、初始湿度等有关，还与地层渗透性的强弱、渗透路径的长短以及地基土层的组合形态等有关。因此，黄土地基的敏感性评价对于黄土地基的处理方案具有很重要的指导意义。
发明内容
建筑物建设在湿陷性黄土的地区时，需要对建筑地基的湿陷性进行分析，从而选择合适处理地基措施，以便保证建筑物的安全。由于黄土地基的土层比较复杂，在深度方向上，具有不同时期的黄土层，每层黄土的深度、土性、应力大小、初始湿度等可能均不相同，且有些湿陷性黄土层中还夹杂有非湿陷性土层，使得黄土地基的湿陷敏感性更加复杂。因此，对于黄土的湿陷敏感性问题的研究成为工程建设中不可或缺的环节。因此，本发明在前人研究成果的基础上，结合工程实践，提供一种方法简单、易于操作、贴合实际的黄土地基湿陷敏感性的评价方法。
实现发明目的的技术方案如下：一种黄土地基的湿陷敏感性评价方法，包括以下步骤：
步骤一：黄土地基土层数据获取，黄土地基中从上到下按一定的竖向间距采取n个土样，每个样品的取样深度为hi，每个土样所代表的土层厚度为Ki，其中，i为黄土地基中第i个土样，n、i均为整数，且1≥i≥n；
步骤二：根据公式Wi＝Ki/hi计算第i个土层的层位函数Wi；
步骤三：黄土样品进行室内工程试验，测定各个土层的各个黄土样品的参数，参数包括但不限于湿陷起始压力P(sh)i、初始含水量ω(0)i，并根据公式e/G(其中，e为初始孔隙比，即黄土的天然孔隙比；G为土颗粒的比重)，计算黄土的饱和含水量ω(sat)i；
步骤四：根据公式Mi＝ω(sat)i-ω(0)i)/P(sh)i，计算各土样的湿陷敏感度Mi；
步骤五：根据公式Md＝Σ(Mi×Wi)/ΣWi，计算黄土地基的湿陷敏感性Md。
进一步地，黄土地基的湿陷敏感度范围包括Md＝0、0＜Md≤0.20、0.20＜Md≤0.35、0.35＜Md≤0.50、0.50＜Md。
进一步地，黄土地基的敏感等级及所对应的处置措施见下表：
Figure BDA0003114281190000021
Figure BDA0003114281190000031
与现有技术相比，本发明型的有益效果是：本发明通过对湿陷性黄土地基中可观可测的参数进行测试统计，再根据上述各个公式计算黄土地基的湿陷敏感性指标，方法简单、便于操作。且通过本发明的黄土地基的湿陷敏感性评价方法对同一区域不同地貌单元、不同年代成因的黄土层进行了敏感性进行分析评价，其评价结果与目前黄土地基的现行评价与处理结果具有很好的一致性，其评价结果符合实际情况，可为施工建设提供更加可靠的参考标准。
具体实施方式
下面通过各实施方式对发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
本具体实施方式提供一种黄土地基的湿陷敏感性评价方法，包括以下步骤：
步骤一：黄土地基土层数据获取，黄土地基中从上到下按一定的竖向间距采取n个土样，每个样品的取样深度为hi，每个土样所代表的土层厚度为Ki，其中，i为黄土地基中第i个土样，n、i均为整数，且1≥i≥n；
步骤二：根据公式Wi＝Ki/hi计算第i个土层的层位函数Wi；
步骤三：黄土样品进行室内工程试验，测定各个土层的各个黄土样品的参数，参数包括但不限于湿陷起始压力P(sh)i、初始含水量ω(0)i，并根据公式e/G(其中，e为初始孔隙比，即黄土的天然孔隙比；G为土颗粒的比重)，计算黄土的饱和含水量ω(sat)i；
步骤四：根据公式Mi＝(ω(sat)i-ω(0)i)/P(sh)i，计算各土样的湿陷敏感度Mi；
步骤五：根据公式Md＝Σ(Mi×Wi)/ΣWi，计算黄土地基的湿陷敏感性Md。
进一步地，黄土地基的湿陷敏感度范围包括Md＝0、0＜Md≤0.20、0.20＜Md≤0.35、0.35＜Md≤0.50、0.50＜Md。
进一步地，黄土地基的敏感等级及所建议的处理措施见下表：
Figure BDA0003114281190000041
为了更好地对本发明的黄土地基湿陷敏感性的评价方法进行说明，本具体实施方式选取了西安南郊黄土塬上某项目的一个典型的勘探点资料(该勘探点上部10m为探井，10m以下为钻孔)，以此作为实例进行分析说明。
黄土地基的湿陷敏感性评价方法，包括以下步骤：
步骤一：黄土地基土层数据获取，黄土地基上部为0～0.5m的耕土层，其下依次为晚更新世黄土(Q3 2eol)、晚更新世古土壤(Q3 1el)、中更新世黄土(Q2 eol)；
步骤二：黄土样品取样，沿取样勘探点的深度方向，在每个土层上取若干个黄土样品，根据公式Wi＝Ki/hi计算第i个土层的层位函数Wi；
步骤三：黄土样品进行室内工程试验，测定各个土层的各个黄土样品的参数，参数包括但不限于湿陷起始压力P(sh)i、初始含水量ω(0)i，并根据公式e/G(其中，e为初始孔隙比，即黄土的天然孔隙比；G为土颗粒的比重)，计算黄土的饱和含水量ω(sat)i。
步骤二及步骤三中的各数据如下表一所示：
表一
Figure BDA0003114281190000051
步骤四：根据公式Mi＝(ω(sat)i-ω(0)i)/P(sh)i，计算各土层的湿陷敏感度Mi；
步骤五：根据公式Md＝Σ(Mi×Wi)/ΣWi，计算黄土地基的湿陷敏感性Md。
根据上述表格及步骤测定的黄土地基各土层的湿陷敏感度Mi数据如下表三所示：
表三
Figure BDA0003114281190000061
经分析：
a、表一中，根据评价范围(1.5～25m)内的各组黄土样品的湿陷敏感度数据，按照公式计算的黄土地基的湿陷敏感度Md为0.266，根据本发明的标准判定，该黄土地基的湿陷敏感性属于中等，即该地基发生湿陷的难易程度和湿陷速度处于一般状态，有发生湿陷事故的可能，该地基应该进行湿陷性处理。
b、再进一步分析：3.5m以上土样的湿陷敏感度均大于0.5，具有极强湿陷敏感性，这部分土层极易造成湿陷事故，是必须严格进行消除湿陷处理的部分；3.5～5.5m深度内具有中等湿陷敏感性，是应该进行消除湿陷处理的部分；5.5m以下部分，各土样均属于弱湿陷敏感性，且从上至下湿陷敏感性逐渐降低。整体上具有弱湿陷敏感性，很少造成湿陷事故。可以根据工程的实际情况，对其湿陷性进行选择性处理。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种黄土地基的湿陷敏感性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：黄土地基土层数据获取，黄土地基中从上到下按一定的竖向间距采取n个土样，每个样品的取样深度为hi，每个土样所代表的土层厚度为Ki，其中，i为黄土地基中第i个土样，n、i均为整数，且1≥i≥n；
步骤二：根据公式Wi＝Ki/hi计算第i个土层的层位函数Wi；
步骤三：黄土样品进行室内工程试验，测定各个土层的各个黄土样品的参数，参数包括但不限于湿陷起始压力P(sh)i、初始含水量ω(0)i，并根据公式e/G，计算黄土的饱和含水量ω(sat)i；其中，e为初始孔隙比，即黄土的天然孔隙比；G为土颗粒的比重；
步骤四：根据公式Mi＝(ω(sat)i-ω(0)i)/P(sh)i，计算各土样的湿陷敏感度Mi；
步骤五：根据公式Md＝Σ(Mi×Wi)/ΣWi，计算黄土地基的湿陷敏感性Md。
2.根据权利要求1所述的一种黄土地基的湿陷敏感性评价方法，其特征在于，黄土地基的湿陷敏感度范围包括Md＝0、0＜Md≤0.20、0.20＜Md≤0.35、0.35＜Md≤0.50、0.50＜Md。
3.根据权利要求2所述的一种黄土地基的湿陷敏感性评价方法，其特征在于，黄土地基的敏感等级及所对应的处置措施见下表：
Figure FDA0003114281180000011
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