不同沉積環境下馬蘭黃土孔隙分布與土水特征的模式分析

李同錄，張 輝，李 萍，康海偉，葛書磊

(1.長安大學地質工程與測繪學院，陜西 西安 710054；2.黃土高原水循環與地質環境教育部野外科學觀測研究站, 甘肅 正寧 745399)

沉積于晚更新統的馬蘭黃土是人類工程活動主要涉及的地層。許多巖土工程問題都發生在該層黃土中。黃土是典型的非飽和土，土-水特征曲線(SWCC)是非飽和土最基本的物理量和力學量之間的關系。非飽和土的滲透、強度、變形等[1-5]力學特性都用土-水特征曲線表達。目前測試土-水特征曲線的方法有很多，如張力計法(測試最大吸力為100 kPa)、壓力板法(測試范圍0～1.5 MPa)和水汽平衡法(測試范圍1 MPa以上)等。相比較而言，濾紙法是能夠獨立測量黃土全范圍內基質吸力的方法。土-水特征曲線的形態由土體的孔隙結構決定[6]。壓汞試驗的結果表明，土的孔徑分布(PSD)曲線有單峰、雙峰甚至多峰分布特征[7]。在黃土中，對于單峰孔徑分布的土樣，其土-水特征曲線為典型的反‘S’型；雙峰孔徑分布土樣對應的土-水特征曲線會出現兩個階梯，這兩種對應關系已經得到試驗證明。侯曉坤等[8]和謝瀟[9]對甘肅黑方臺馬蘭黃土的研究結果表明，該地區黃土孔隙為單峰分布，且對應的土水特征曲線為反‘S’型；NG等[10]和包健[11]分別對陜西西安和涇陽馬蘭黃土進行測試，發現兩處黃土的孔隙分布均具有雙峰特征；蔣明鏡等[12]對涇陽馬蘭黃土測試發現雙峰孔徑分布的黃土對應的土-水特征曲線中部出現平緩段；Li等[13]通過實驗證明，雙孔隙結構土對應雙降模式的土-水特征曲線，并建立了雙降土-水特征曲線擬合方程。……