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user: 3. 湿陷性黄土路基浸水试验 本研究依托巴基斯坦Havelian至Thakot段公路工程进行原位浸水试验。 3.1. 试验坑设计 3.1.1. 测点布设 ①浅标点：距离试坑边较近的标点间距较小，往外间距逐渐增大，坑外最远的浅标点在试坑外1倍试坑直径处。 浅标点由一根直杆和与其垂直焊接的底板组成。标杆上部固定一根钢卷尺，钢卷尺的最小刻度为1 mm。 ②深标点：分为10 m以内、10 m~20 m和20 m以下等不同的部分布设。 深标点由多跟机械式连接的镀锌管和与其垂直焊接的底板组成，深标点的重量与埋设位置处原上覆土自重大致相同。标杆上部固定一根钢卷尺，作为沉降观测的标尺，钢卷尺的最小刻度为1 mm，标杆外面套一根塑料管，以确保沉降板能够自由沉降，长度与深部沉降板埋深相当。塑料管外回填中粗砂，使深标点客观上也起到了加强渗水的作用。深标点钻孔的垂直度、孔底浮渣厚度等因素将会影响量测的精度。深标点埋设流程如图1所示。 图1. 深标点埋设流程图 为确保深标点安装质量，制定“渗水试验钻孔技术要求”，如表1所示，供试验场地参照执行。 Table 1 Technical requirements for drilling in site pit immersion test of collapsible loes 序号 项目 技术要求 备注 1 钻孔位置偏差 不大于5 cm 2 钻孔深度偏差 +5 cm，−5 cm “−”表示超标 3 垂直度 钻孔中心位移不大于4 cm 4 孔径 Ф108 mm (取样钻孔Ф120 mm) 5 浮渣厚度 不大于10 cm 应尽可能清除孔底浮渣 6 取样钻孔 用静压法取样，进行湿陷性试验、含水率试验和密度试验。 湿陷性试样在送检前，应保存在现场有遮盖的坑中。 7 地质编录 详细记录地层变化，提出钻孔地质编录资料。 表1. 湿陷性黄土现场试坑浸水试验钻孔技术要求 ③渗水孔 为了加强渗水强度，加快地基土层的浸水饱和，在浸水坑内由深标点测线组成的每个扇形区内都布置了1~2个渗水孔(孔径Ф127 mm)，孔内充填砂砾石。 3.1.2. 传感器类型及布设 本次浸水试验埋设的传感器包括土压力传感器、孔隙水压力传感器、土壤水分传感器以及试坑外围的张力计 [ 6 ] 。这主要是针对黄土湿陷机理而设计的，土压力及孔隙水压力传感器是观测试坑浸水过程黄土压力变化情况，根据现场变形监测，建立黄土湿陷与压力之间的关系，土壤水分传感器可以实时反馈试坑下部土体的含水量变化，不仅可以直观了解黄土的浸润情况，还可以建立黄土湿陷与含水量定量关系。张力计是测量黄土内部的基质吸力(毛细力)，实际上就是孔隙水压力和孔隙气压力的差值。据前人研究，当黄土浸水后，孔隙被水占据，基质吸力丧失，从而产生湿陷，设计张力计就是进一步探讨黄土湿陷毛细力假说。 土压力传感器拟采用JDTYJ系列振弦式土压力计，埋置深度1 m~10 m，2台/m，共十个层位。假定黄土密度为1.5 g/cm 3 ~2.0 g/cm 3 ，则10 m处压力为0.15 MPa~0.20 MPa，考虑测量等外在因素，选用0.20 MPa量程的10台，0.30 MPa量程的10台；孔隙水压力传感器拟采用JDTYJ系列振弦式孔隙水压力计，埋置深度1 m~10 m，2台/m，共十个层位。水的密度为10 g/cm 3 ，则10 m处水压力为0.10 MPa，考虑测量等外在因素，选用0.10 MPa量程的10台，0.20 MPa量程的10台；土壤水分传感器选用DBT-1土壤水分传感器，埋置深度1 m~10 m，1台/m，共十个层位。因为要测到10 m深度，所以需要把电缆长度加到10 m以上，需和厂家沟通；张力计选用指针式土壤张力仪，埋在试坑周围(距试坑边界不大于0.3 m)，量程为100 kPa，管长0.15 m、0.30 m、0.60 m、0.90 m、1.20 m共5种规格，每个规格的5台。 数据采集器拟选用福禄克2635便携式数据采集器，用来接受传感器输出信号。接受事项包括电压、电阻和频率，量程满足接收需要。 3.1.3. 各试坑设计与测点布设 1) DK230 + 200试验场地 依据设计单位提供的勘察资料，试坑1标点埋设图如图2所示。 图2. 试坑1标点埋设图 各测点基本参数如表2所示。 Table 2 Test Pit 1 Punctuation parameter tabl 测线编号 标点编号(标点底深度/m) 标点性质 A Z0 (0.5)，A1-A21 (0.5) 浅标点 B B1-B21 (0.5) 浅标点 C C1-C21 (0.5) 浅标点 E-E’ E2 (2)，E8 (8)，E12 (12)，E15 (15)，E18 (18)，E21.5 (21.5)，E26 (26) E’2 (2)，E’8 (8)，E’12 (12)，E’15 (15)，E’18 (18)，E’21.5 (21.5)，E’26 (26) 深标点 F-F’ F4 (4)，F10 (10)，F13 (13)，F16 (16)，F19 (19)，F23 (23)，F27.5 (27.5) F’4 (4)，F’10 (10)，F’13 (13)，F’16 (16)，F’19 (19)，F’23 (23)，F’27.5 (27.5) 深标点 G-G’ G2 (2)，G8 (8)，G12 (12)，G15 (15)，G18 (18)，G21.5 (21.5)，G26 (26) G’2 (2)，G’8 (8)，G’12 (12)，G’15 (15)，G’18 (18)，G’21.5 (21.5)，G’26 (26) 深标点 表2. 试坑1标点参数表 在上述场地旁边，设计一个坑底经过灰土改良处理的试坑，进行浸水试验。试坑直径为15 m的圆形，坑底灰土垫层处理厚度0.5 m，共布设测点51个，其中试坑内地表设浅标点12个，试坑外的地表浅标点15个，最远的浅标点设计在坑外5 m处；试坑内设深标点24个，最深的深标点设置15 m，如图3所示。 图3. 试坑2标点埋设图 各测点基本参数如表3所示。 Table 3 Test Pit 2 Punctuation parameter tabl 测线编号 标点编号(标点底深度/m) 标点性质 A Z0 (0.5)，A1-A9 (0.5) 浅标点 B B1-B9 (0.5) 浅标点 C C1-C9 (0.5) 浅标点 E E2 (2)，E5 (5)，E8 (8)，E11 (11) E’2 (2)，E’5 (5)，E’8 (8)，E’11 (11) 深标点 F F3 (3)，F6 (6)，F9 (9)，F13 (13) F’3 (3)，F’6 (6)，F’9 (9)，F’13 (13) 深标点 G G4 (4)，G7 (7)，G10 (10)，G15 (15) G’4 (4)，G’7 (7)，G’10 (10)，G’15 (15) 深标点 表3. 试坑2标点参数表 3.2. 沉降观测情况 根据本项工程特点，采用相对高程基准。基准网有3~4个基准点及若干个工作基点组成，布设呈闭合、附合水准路线等形式。基准点埋设按地面下4 m控制，采用Φ108 mm现浇混凝土标石，地表周围Φ600 mm范围内换填30 cm厚的3:7灰土并夯密，使其周围地面略凸以避免积水。基准点在沉降观测开始之前7天进行埋设并设置保护标志，试验值班人员做好对基准点的保护工作。 基准网是监测观测点沉降点变化的依据，监测网中基准点的稳定性如何，直接关系到沉降观测的精度。为了保证观测的精度，按照二级变形测量的精度要求，采用几何水准测量方法，定期的对沉降观测基准网进行复测，检查基准点的高差变化，分析基准点的稳定性，保证观测成果的真实可靠。复测期间尽量保持网形、观测线路不变，使用同一仪器及设备，固定专人观测。 沉降观测浅标点和深标点埋设完成后，每天测读一次高程，待初值稳定后，作为初读数，正式浸水前再测一次，并与上述初读数进行校核。此外，还要采用不同的水准基点，进行校核。浸水时每天固定时间对各观测点进行定时观测，每天观测一次，对前期变形发展较快的浸水场地，加密观测频率。每次观测时保持观测方法、观测线路、测站数不变，使用同一仪器和设备。 浸水前后场地不同深度和位置处含水率的变化情况反映出浸湿影响深度和径向浸湿范围。采用在场地特定位置打孔测定含水率，根据浸水前后含水率的变化来确定浸湿范围的方法。 具体布设如下： ①浸水前，在试坑内利用渗水孔和部分深标点孔，另外在试坑一侧打5个深孔，各孔含水率作为浸水前场地的初始含水率。 ②试验过程中级湿陷变形稳定后停止之前，在试坑周围及试坑一侧前述打好的5个钻孔旁再打孔，取样进行含水率试验，以了解浸湿范围和土体含水率变化情况。 ③停止进水后，在试坑内沿轴线均匀打孔，测定浸水后各层土的含水率变化情况，并进行浸水前后土层含水率对比。 3.3. 裂缝观测 裂隙是黄土湿陷性的直观反映，其发生发展规律研究是本次试验的重要内容之一。试验中对试坑周围地裂缝的出现时间、平面位置、形状变化、裂缝宽度和错台高度等进行测量及时绘制成图和以照片形式记录。为了了解裂缝在深度方向上的产状，对典型裂缝进行挖探。 3.4. 孔隙水压力观测 在试坑内外不同深度埋设孔隙水压力传感器，通过数据采集器接收传感器的数据，从而对孔隙水在浸水试验过程中的压力变化进行研究。 3.5. 试验终止条件 1) 湿陷稳定标准 浸水过程中始终保持试坑内的水头高度在30 cm~40 cm之间，至地层湿陷稳定后停水，稳定标准为后面5天的平均湿陷量小于1 mm/d。 2) 停水后终止观测条件 试坑停止浸水后，继续观测不少于10天，当出现连续5天的平均沉降量不大于1 mm/d时，终止观测。