东北煤田地质局沈阳测试研究中心辽宁省沈阳市110016
摘要：我国的湿陷性黄土分布比较广，并且危害严重，主要集中在西北黄土高原地区。特殊的沉积环境与气候条件形成了黄土特有的结构构造，使其具有水敏性、结构性、欠压密性等地质特征。而在进行工程施工过程中，黄土的湿陷性容易引起沉降变形现象，使得建筑物发生变形。因此，在工程上解决黄土湿陷问题时，针对渗透性进行研究成为防渗措施的必要前提。
关键词：黄土湿陷；渗透系数；试验
近几年，随着黄土高原气候变暖和雨水的增多，湿陷性黄土地区的地质灾害问题十分突出，与渗透性相关的地质灾害问题尤为严重。在湿陷性黄土地区的工程建设中，不可避免地要遇到大填方工程以及各种形式的“渗透——湿陷——渗透”这一反复发生过程所带来的一系列问题。如何恰当地解决或避免“渗透——湿陷——渗透”工程地质问题，已然成为科技人员所面临的迫切任务。
1黄土湿陷对渗透系数影响的试验土样的基本性质
试验所用黄土为Q3马兰黄土，取自延安新区Ⅰ期工程挖山填沟挖方工程新鲜剖面，自地表以下2m、4m、6m、8m、10m深度处人工切取土样。使用激光粒度分析仪测得土样的颗粒大小分布。
2湿陷试验
2.1室内湿陷试验
在进行室内的湿陷性试验时，技术人员采取双线法进行，试验所用的器材为WG型单杠杆三联高压固结仪，湿陷试验采用的压力等级分别为50kPa、100kPa、200kPa、300kPa、400kPa、600kPa、800kPa、1200kPa。根据工程实际需求，试验时对试样逐步加压直到土层自重压力待变形稳定后，利用自上而下的方式对试样浸水。然后，依次试压各级压力，湿陷稳定标准为连续两次每小时变形量不大于0.01mm。试验完成后，保存湿陷后试样用于渗透试验。
黄土的湿陷性与孔隙比有着密切的关系，孔隙比越大，湿陷性越强。这是因为孔隙比大，黄土颗粒的平均粒径大，一般粘粒含量较少，所以胶结作用弱，因而湿陷性强。
2.2湿陷与胶结物分析
黄土的湿陷是由于黄土本身的结构特性以及胶结物质的水理特性决定的。一般情况下，黄土是在干旱或者是半干旱的气候条件下形成的，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物。当黄土受水浸湿时，结合水膜增厚楔入颗粒之间，可溶性盐会溶解和软化，骨架强度降低，土体在上覆土层的自重压力或附加荷载共同作用下土的多孔结构会迅速破坏，土粒滑向大孔隙，粒间孔隙减少，进而发生湿陷。
黄土胶结物的含量以及成分对于黄土的结构特性和湿陷性强弱有着直接的联系。胶结物含量大，粘粒含量多，黄土结构则致密，湿陷性降低；反之，结构疏松、强度降低、湿陷性强。一般地，黄土中的易溶盐含量为0.003％～1.740％，黄土中胶结物的含量和成分以及颗粒的组成和分布，对于黄土的结构特点和湿陷性的强弱有着重要的影响。胶结物含量越大，其粘粒含量就越多，黄土的结构也就越紧密，湿陷性降低；反之，结构疏松、强度降低、湿陷性强。一般情况下，黄土中的易溶盐含量为0.003％～1.740％，
3湿陷后黄土的渗透试验
3.1渗透试验
渗透试验采用TST-55渗透仪，采用变水头进行试验。采用水头饱和法自底部使试样饱和，当渗透仪的顶部出水口溢出水时，认为土样达到饱和。试样饱和并经过一段时间的浸泡后，即可进行试验，根据渗流速度情况选用一定时间读取水头或一定水头变化量读取时间，连续读取10次，同时测量并记录水温。
3.2湿陷后渗透试样的制备
由于湿陷固结试样高度小于渗透试样，因此在制备渗透试样时，先将两个湿陷后试样叠加装入渗透环刀，然后将剩余不足的高度使用标准砂填充。为检验因试样高度差给渗透系数测定带来的影响，只将一个湿陷后试样装入渗透环刀，并用标准砂填充至环刀顶齐平，用三个湿陷后试样叠加装入渗透环刀，削去超出部分，土样与渗透环刀之间采用黄油密封。
3.3SEM试样的制备
由于黄土结构疏松，大量微细颗粒易于掉落而污染扫描电子显微镜的真空环境，因此我们采用环氧树脂、丙酮、乙二胺、二丁酯四种试剂的混合液体对试样进行固化处理。这样处理的优点是：既能够相对完整的观察试样的新鲜断面，又可以保护扫描电子显微镜的真空环境免于污染；可以有效的防止试样颗粒接受电子束轰击时产生扭曲变形。对浸泡固化后的土样镀金，以保证试样断面具有良好的导电性，再将试样用导电胶带粘在载玻片上，放置于扫描电子显微镜载物台，进行微观观察和图像拍摄。
3.4试验结果分析
3.4.1湿陷前后渗透系数的变化
从图1可以看出，不同埋深土体湿陷后的渗透系数较原状试样渗透系数均有明显的降低，且湿陷后土体的渗透系数基本趋于稳定。
[2]张豫川，姚永国，周泓.长龄期改良黄土抗剪强度与渗透性试验研究[J].岩土力学，2017（S2）：170-176.