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【摘 要】该文对湿陷性黄土的分布、成因进行了叙述，同时介绍强夯法的加固机理，说明了用强夯法处理湿陷性黄土的有效性，该文对湿陷性黄土地区工程施工有借鉴作用。
【关键字】湿陷性黄土；成因；强夯法；加固机理
随着中国改革步伐的加快，国家大力发展基础建设，西部开发战略部署详尽，西部建设更进一步的发展，西北地区将成为大规模经济建设战略要地，黄土地区的工程建设将越来越多，所建工程质量等级不断提高，就黄土，特别是湿陷性黄土地基自身的性质，对其的处理将变得尤为重要。
1、黄土
黄土，是在第四纪形成的一种陆相黄色粉砂质土疏松堆积物，一般为浅黄、灰黄或黄褐色,具有目视可见的大孔和垂直节理，是一种特殊的黏性土，天然含水量小，颗粒含量高，且以粉粒为主，富含碳酸钙，易溶盐，干燥时具有较高的强度，遇水易冲蚀、崩解、湿陷，多孔隙且大孔隙。
目前根据黄土沉积地质年代的不同，将黄土分为3类。老黄土，一般没有湿陷性，土的承载力较高，以Q2离石黄土为代表；新黄土，广泛覆盖在老黄土之上，分布广泛，与工程建筑关系密切，一般都具有湿陷性，尤以Q3马兰黄土构成湿陷性土的主体。公路工程建设时即采用这个分类，见下表。
2、湿陷性黄土
2.1湿陷性黄土的分布
黄土按其湿陷特征可分为非湿陷性黄土、湿陷性黄土。湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒，占总重量约50～70％，是一种非饱和的欠压密土，具有大孔和垂直节理，在天然湿度下，其压缩性较低，强度较高，但遇水浸湿时，土的强度显著降低。
2.2湿陷性黄土的工程特性
在天然状态下，湿陷性黄土表现出如下的工程特性：1.塑性较弱，液限一般； 2.含水较少，天然含水率一般，常处于半固态或硬塑状态；3.压实度程度很差，孔隙较大；4.抗水性弱，遇水强烈崩解，膨胀量较小，但失水收缩较明显，遇水失陷明显；5.透水性强；6强度较高
3、湿陷性黄土的形成原因
3.1、内在因素
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连接力也逐渐增大，这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体的自重压密，形成了以粗粉粒为主体骨架的多空隙结构。架空孔隙和集粒内微孔隙的同时存在是黄土产生湿陷性的主要原因，当黄土受水浸湿时，结合水膜增厚楔入颗粒之间，于是结合水连接消失，盐类溶于水中，骨架强度随着降低，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，土粒向大孔滑移，粒间孔隙减小，从而导致大量的附加沉陷。
3.2、外部条件
水的潜蚀作用是产生湿陷的诱因。当渗透水流的水力梯度较大时，水流将黄土中的粘土粒和粉土粒带走，从而扩大了黄土的裂隙或大孔管道。渗透的水流断面扩大后，渗透流速加快，更加提高了水流的浸蚀和搬运作用。
4、强夯法
强夯法又名动力固结法或动力压实法。基本方法是将重10～40t的锤提到10～40m高处使其自由落下反复给地基以冲击和振动，从而提高土体的强度并降低其压缩性，改善土体的受力性能。
4.1、强夯加固机理
强夯的基本原理：土体在受到重锤巨大冲击和振动能量的作用，土中产生了很大的应力和冲击波，土体瞬间加荷，使土颗粒间的原有接触形式迅速改变，发生位移，土中孔隙得以压缩，土体局部液化，夯击点周围一定深度内产生裂隙形成良好的排水通道，使土中的孔隙水、气体顺利溢出，土体迅速固结，由压缩到加密，从而达到增大密实度，改善土的液化条件。
4.2、强夯对土体的作用
（1）加密作用：巨大的强夯冲击能使土中空气所占体积被压缩并渗出，也能使水中的封闭微气泡被压缩，夯实后，减少土中气体和液体的体积，增加土体的密实度，经过试验测试，每夯一遍土体可减少40%的气体体积。
（2）液化作用：当能量以冲击荷载的形式反复施加于土体时，部分气体逐渐被压缩，土中孔隙水压力增大，土颗粒表面的结合水膜也被扰动，使其摆脱分子引力成为自由水，当含气量为零时，土体中孔隙水压力急聚上升，局部发生液化。
（3）固结作用：起初土体在非饱和状态下，土中应力由孔隙水及颗粒骨架共同承担，在强夯的冲击荷载作用下，随着孔隙水的挤出，土体中的应力逐步转变为由土体骨架颗粒承受，土体发生排水固结。
（4）时效作用：强夯时，孔隙水压力逐渐消散，土体接近或产生液化，强度处于最低值，此时土体处于完全破裂的状态，同时，土颗粒间进一步靠近，自由水被土颗粒吸附又变成吸附水，并形成新的结合水膜，土的强度慢慢恢复。
4.3强夯法的优点和效果
强夯法施工相比较其他施工方法具有自己的优点
土体经强夯处理后，可明显提高承载力、压缩模量。夯后一般地基强度可提高2—5倍。强夯机具主要为履带式起重机，操作简便，施工管理和质量控制都较容易，工效高、施工速度快,每台设备每月可处理地基面积5000-10000m2,比桩基可加快工期1-2倍。
适用于处理砂性土、粉土、碎石土、低饱和的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和人工填土等地基，特别适宜加固一般处理方法难以加固的大块碎石类土以及建筑、生活垃圾或工业废料组成的杂填土，采用置换法也可用于加固软土地基。
5、 强夯的缺点
（1）施工过程中震动比较大，不适合用于离建筑物和构筑物比较近的区域，容易产生扰动和扰民。 （2）对于土方含水量比较敏感，含水量高锤击后容易造成橡皮土。（3）施工场地不易太小，否则施工机具无法施工。（4）施工前应在强夯区采取隔离措施，施工中要掌握好机具的稳定性，重锤不要直接接触砖块和混凝土块等硬物，否则易于出现伤亡事故。
6、结束语
湿陷性黄土对工程有着严重的影响和破坏，而强夯施工对湿陷性黄土的处理具有相当的效果，且强夯法具有效果显著、设备及施工工艺简单、施工方便、易操作和控制、适用范围,工程造价低等诸多优点在工程中有很高的使用价值。
参考文献：
[1]李镜培 赵春风.土力学第二版[M].高等教育出版社. 2008（01）
[2]吴继敏.工程地质学[M].高等教育出版社. 2006（05）
[3]龚晓南.地基处理手册第三版[M].中国建筑工业出版社. 2008（06）
论文作者:吴明涛
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿
论文发表时间:2016/4/25
标签：黄土论文; 孔隙论文; 颗粒论文; 强度论文; 地基论文; 作用论文; 土中论文; 《工程建设标准化》2016年1月供稿论文;