4.3 测定黄土湿陷性的试验

4.3.1 测定黄土湿陷性的试验，可分为室内压缩试验、现场静载荷试验和现场试坑浸水试验三种。

（Ⅰ）室内压缩试验

4.3.2 采用室内压缩试验测定黄土的湿陷系数δs、自重湿陷系数δzs和湿陷起始压力psh，均应符合下列要求：

1 土样的质量等级应为Ⅰ级不扰动土样；

2 环刀面积不应小于5000mm²，使用前应将环刀洗净风干，透水石应烘干冷却；

3 加荷前，应将环刀试样保持天然湿度；

4 试样浸水宜用蒸馏水；

5 试样浸水前和浸水后的稳定标准，应为每小时的下沉量不大于0.01mm。

4.3.3 测定湿陷系数除应符合4.3.2条的规定外，还应符合下列要求：

1 分级加荷至试样的规定压力，下沉稳定后，试样浸水饱和，附加下沉稳定，试验终止。

2 在0～200kPa压力以内，每级增量宜为50kPa；大于200kPa压力，每级增量宜为100kPa。

3 湿陷系数δs值，应按下式计算：

4 测定湿陷系数δs的试验压力，应自基础底面（如基底标高不确定时，自地面下1.5m）算起；

1）基底下10m以内的土层应用200kPa，10m以下至非湿陷性黄土层顶面，应用其上覆土的饱和自重压力（当大于300kPa压力时，仍应用300kPa）；

2）当基底压力大于300kPa时，宜用实际压力；

3）对压缩性较高的新近堆积黄土，基底下5m以内的土层宜用100～150kPa压力，5～10m和10m以下至非湿陷性黄土层顶面，应分别用200kPa和上覆土的饱和自重压力。

4.3.4 测定自重湿陷系数除应符合4.3.2条的规定外，还应符合下列要求：

1 分级加荷，加至试样上覆土的饱和自重压力，下沉稳定后，试样浸水饱和，附加下沉稳定，试验终止；

2 试样上覆土的饱和密度，可按下式计算：

3 自重湿陷系数δzs值，可按下式计算：

4.3.5 测定湿陷起始压力除应符合4.3.2条的规定外，还应符合下列要求：

1 可选用单线法压缩试验或双线法压缩试验。

2 从同一土样中所取环刀试样，其密度差值不得大于0.03g/cm²。

3 在0～150kPa压力以内，每级增量宜为25～50kPa，大于150kPa压力每级增量宜为50～100kPa。

4 单线法压缩试验不应少于5个环刀试样，均在天然湿度下分级加荷，分别加至不同的规定压力，下沉稳定后，各试样浸水饱和，附加下沉稳定，试验终止。

5 双线法压缩试验，应按下列步骤进行：

1）应取2个环刀试样，分别对其施加相同的第一级压力，下沉稳定后应将2个环刀试样的百分表读数调整一致，调整时并应考虑各仪器变形量的差值。

2）应将上述环刀试样中的一个试样保持在天然湿度下分级加荷，加至最后一级压力，下沉稳定后，试样浸水饱和，附加下沉稳定，试验终止。

3）应将上述环刀试样中的另一个试样浸水饱和，附加下沉稳定后，在浸水饱和状态下分级加荷，下沉稳定后继续加荷，加至最后一级压力，下沉稳定，试验终止。

4）当天然湿度的试样，在最后一级压力下浸水饱和，附加下沉稳定后的高度与浸水饱和试样在最后一级压力下的下沉稳定后的高度不一致，且相对差值不大于20%时，应以前者的结果为准，对浸水饱和试样的试验结果进行修正；如相对差值大于20%时，应重新试验。

（Ⅱ）现场静载荷试验

4.3.6 在现场测定湿陷性黄土的湿陷起始压力，可采用单线法静载荷试验或双线法静载荷试验，并应分别符合下列要求：

1 单线法静载荷试验：在同一场地的相邻地段和相同标高，应在天然湿度的土层上设3个或3个以上静载荷试验，分级加压，分别加至各自的规定压力，下沉稳定后，向试坑内浸水至饱和，附加下沉稳定后，试验终止；

2 双线法静载荷试验：在同一场地的相邻地段和相同标高，应设2个静载荷试验。其中1个应设在天然湿度的土层上分级加压，加至规定压力，下沉稳定后，试验终止；另1个应设在浸水饱和的土层上分级加压，加至规定压力，附加下沉稳定后，试验终止。

4.3.7 在现场采用静载荷试验测定湿陷性黄土的湿陷起始压力，尚应符合下列要求：

1 承压板的底面积宜为0.50m²，试坑边长或直径应为承压板边长或直径的3倍，安装载荷试验设备时，应注意保持试验土层的天然湿度和原状结构，压板底面下宜用10～15mm厚的粗、中砂找平。

2 每级加压增量不宜大于25kPa，试验终止压力不应小于200kPa。

3 每级加压后，按每隔15、15、15、15min各测读1次下沉量，以后为每隔30min观测1次，当连续2h内，每1h的下沉量小于0.10mm时，认为压板下沉已趋稳定，即可加下一级压力。

4 试验结束后，应根据试验记录，绘制判定湿陷起始压力的p-ss曲线图。

（Ⅲ）现场试坑浸水试验

4.3.8 在现场采用试坑浸水试验确定自重湿陷量的实测值，应符合下列要求：

1 试坑宜挖成圆（或方）形，其直径（或边长）不应小于湿陷性黄土层的厚度，并不应小于10m；试坑深度宜为0.50m，最深不应大于0.80m。坑底宜铺100mm厚的砂、砾石。

2 在坑底中部及其他部位，应对称设置观测自重湿陷的深标点，设置深度及数量宜按各湿陷性黄土层顶面深度及分层数确定。在试坑底部，由中心向坑边以不少于3个方向，均匀设置观测自重湿陷的浅标点；在试坑外沿浅标点方向10～20m范围内设置地面观测标点，观测精度为±0.10mm。

3 试坑内的水头高度不宜小于300mm，在浸水过程中，应观测湿陷量、耗水量、浸湿范围和地面裂缝。湿陷稳定可停止浸水，其稳定标准为最后5d的平均湿陷量小于1mm/d。

4 设置观测标点前，可在坑底面打一定数量及深度的渗水孔，孔内应填满砂砾。

5 试坑内停止浸水后，应继续观测不少于10d，且连续5d的平均下沉量不大于1mm/d，试验终止。

 

条文说明

4.3 测定黄土湿陷性的试验

4.3.1 原规范中的黄土湿陷性试验放在附录六，本规范将其改为“测定黄土湿陷性的试验”放人第4章第3节，修改后，由附录变为正文，并分为室内压缩试验、现场静载荷试验和现场试坑浸水试验。

室内压缩试验主要用于测定黄土的湿陷系数、自重湿陷系数和湿陷起始压力；现场静载荷试验可测定黄土的湿陷性和湿陷起始压力，基于室内压缩试验测定黄土的湿陷性比较简便，而且可同时测定不同深度的黄土湿陷性，所以仅规定在现场测定湿陷起始压力；现场试坑浸水试验主要用于确定自重湿陷量的实测值，以判定场地湿陷类型。

（Ⅰ）室内压缩试验

4.3.2 采用室内压缩试验测定黄土的湿陷性应遵守有关统一的要求，以保证试验方法和过程的统一性及试验结果的可比性。这些要求包括试验土样、试验仪器、浸水水质、试验变形稳定标准等方面。

4.3.3～4.3.4 本条规定了室内压缩试验测定湿陷系数的试验程序，明确了不同试验压力范围内每级压力增量的允许数值，并列出了湿陷系数的计算式。

本条规定了室内压缩试验测定自重湿陷系数的试验程序，同时给出了计算试样上覆土的饱和自重压力所需饱和密度的计算公式。

4.3.5 在室内测定土样的湿陷起始压力有单线法和双线法两种。单线法试验较为复杂，双线法试验相对简单，已有的研究资料表明，只要对试样及试验过程控制得当，两种方法得到的湿陷起始压力试验结果基本一致。

图4.3.7  双线法压缩试验

但在双线法试验中，天然湿度试样在最后一级压力下浸水饱和附加下沉稳定高度与浸水饱和试样在最后一级压力下的下沉稳定高度通常不一致，如图4.3.7所示，h0ABCC1曲线与h0AA1B2C2曲线不闭合，因此在计算各级压力下的湿陷系数时，需要对试验结果进行修正。研究表明，单线法试验的物理意义更为明确，其结果更符合实际，对试验结果进行修正时以单线法为准来修正浸水饱和试样各级压力下的稳定高度，即将A1B2C2曲线修正至A1B1C1曲线，使饱和试样的终点C2与单线法试验的终点C1重合，以此来计算各级压力下的湿陷系数。

在实际计算中，如需计算压力p下的湿陷系数δs，则假定：

计算实例：某一土样双线法试验结果及对试验结果的修正与计算见下表。

绘制p～δs曲线，得δs＝0.015对应的湿陷起始压力psh为50kPa。

（Ⅱ）现场静载荷试验

4.3.6 现场静载荷试验主要用于测定非自重湿陷性黄土场地的湿陷起始压力，自重湿陷性黄土场地的湿陷起始压力值小，无使用意义，一般不在现场测定。

在现场测定湿陷起始压力与室内试验相同，也分为单线法和双线法。二者试验结果有的相同或接近，有的互有大小。一般认为，单线法试验结果较符合实际，但单线法的试验工作量较大，在同一场地的相同标高及相同土层，单线法需做3台以上静载荷试验，而双线法只需做2台静载荷试验（一个为天然湿度，一个为浸水饱和）。

本条对现场测定湿陷起始压力的方法与要求作了规定，可选择其中任一方法进行试验。

4.3.7 本条对现场静载荷试验的承压板面积、试坑尺寸、分级加压增量和加压后的观测时间及稳定标准等进行了规定。

承压板面积通常为0.25m²、0.50m²和1m²三种。通过大量试验研究比较，测定黄土湿陷和湿陷起始压力，承压板面积宜为0.50m²，压板底面宜为方形或圆形，试坑深度宜与基础底面标高相同或接近。

（Ⅲ）现场试坑浸水试验

4.3.8 采用现场试坑浸水试验可确定自重湿陷量的实测值，用以判定场地湿陷类型比较准确可靠，但浸水试验时间较长，一般需要1～2个月，而且需要较多的用水。本规范规定，在缺乏经验的新建地区，对甲类和乙类中的重要建筑，应采用试坑浸水试验，乙类中的一般建筑和丙类建筑以及有建筑经验的地区，均可按自重湿陷量的计算值判定场地湿陷类型。

本条规定了浸水试验的试坑尺寸采用“双指标”控制，此外，还规定了观测自重湿陷量的深、浅标点的埋设方法和观测要求以及停止浸水的稳定标准等。上述规定，对确保试验数据的完整性和可靠性具有实际意义。