淺析含水量對黃土抗剪強度的影響

【摘 要】本文以工程實例為背景，在土工試驗獲得的數據基礎上，簡要討論了含水量變化對黃土抗剪強度的影響。

【關鍵詞】含水量；抗剪強度

Analysis of water content on shear strength of loess

Zhang Guan-rui

(Taiyuan municipal engineering design and research institute Taiyuan Shanxi 030002)

【Abstract】In this paper， Project background， in the soil test data obtained on the basis of a brief discussion of water content on shear strength of loess.

【Key words】Moisture content;Shear strength

1. 引言

黃土是第四紀的一種特殊堆積物，是在干旱氣候條件下形成的特殊土，一般為淺黃、灰黃或黃褐色，具有目視可見的大孔和垂直節理，沉積年代從早更新世一直到全新世的近期， 我國黃土分布很廣，黃土地區面積約占我國國土面積的6.6%，黃土的厚度各地不一，從數米至數十米，甚至一、二百米。其中山西、陜西、甘肅等省，是典型的黃土分布區。 

黃土的顆粒組成、礦物成分、黏粒和可溶鹽含量、含水量、密實度等因素均對黃土的抗剪強度存在影響。黃土是典型的非飽和土，含水量的變化對其抗剪強度的影響很顯著，在不同的含水狀態下，土體抗剪強度存在著明顯差異。

2.含水量與干密度對抗剪強度的影響

抗剪強度是黃土的重要力學指標，研究含水量與抗剪強度的關系，進而分析其變形特征和強度特性，這對黃土地區的各種構筑物的穩定性與安全性，并且對黃土地區地質災害發展規律，防止災害與減輕災害損失，保護區域生態環境與地質環境等都具有重要的意義。文中數據均來自太原市東峰路道路工程黃土土工試驗，東峰路位于太原東部，試驗土樣取自該道路東山側，此段黃土具有較典型的代表意義。取樣一般位于地表以下15.0m深度范圍內，根據現場及土工實驗結果，其基本性質為：全新世早期( )沉積的黃土，黃褐色。含云母、煤屑、菌絲、大量的鈣質結核等。稍濕。稍密。中等偏強烈濕陷性。土層天然含水量平均值為11.5％，天然孔隙比平均值為1.008，濕陷性系數平均值為0.055。

通過分析了土工試驗獲得的百余組數據，總結其一般的普遍規律，在本文中選取部分代表性數據，并據此簡要說明含水量變化對抗剪強度的影響。下表1為在直接慢剪條件下，在干密度基本相等的情況下，含水量、塑限、黏聚力、內摩擦角等相關數據。

下圖1、圖2分別為含水量與黏聚力、含水量與內摩擦角的關系曲線圖。

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由表1及圖1、圖2可以看出，在干密度基本相等的情況下，當含水量小于塑限時，含水量的變化對黃土抗剪強度的影響較大，黃土的黏聚力和內摩擦角均隨含水量增大而減小，當含水量由8.8％增至16.4％時，黏聚力和內摩擦角均下降約20％左右；當含水量大于塑限時，隨著含水量增大，黏聚力與內摩擦角降低幅度均較小。

3. 結論

通過上述簡要分析，可以得出以下結論。在干密度基本相等的情況下，黃土的黏聚力、內摩擦角，隨著含水量的增大而減小，當含水量小于塑限時，變化明顯，降低幅度相對較大；當含水量大于塑限時，降低幅度較小。

參考文獻

［1］ 李保雄，苗天得，黃土抗剪強度的水敏感性特征研究，巖土力學與工程學報，第25卷 第5期 2006年5月.

［2］ 張茂花，謝永利，劉保健 增濕時黃土的抗剪強度特性分析，巖土力學 第27卷 第7期 2006年7月.

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［文章編號］1619-2737（2011）11-16-333

［作者簡介］ 張觀瑞（1975.2-）， 男， 職稱：工程師， 畢業院校：西南交通大學，水文地質與工程地質專業；太原理工大學，巖土工程專業，研究方向：主要從事巖土工程勘察工作。