湿陷性黄土路基降雨入渗规律的试验研究.pdf

湿陷性黄土路基降雨入渗规律的试验研究 TestonInfiltrationLawof under RainfallCircumstance 刘海松12倪万魁1颜斌1杨泓全1 (1_长量大学她质】：程与捌绘工程学院，西安，710054；2．九旺学院土术工程与城霉掌端，九扛．332005) 摘要：对湿陷性黄土路基进行了百年一遇降雨强度下的人工降雨现场试验，结合有限元数值模 拟，分析了温陷性黄土降雨入渗的规律，得出了降雨条件下湿陷性黄土路基人渗的影响深度小超 过2．7111、饱和深度约20Ctll以及黄土高原东南地区原状黄土不会发生明显的自重湿陷现象等重要 结论．为黄土地区腑基处理设计、施工提供了依据。 关键词：黄土湿陷性人工降雨人渗数值模拟 1、引言 近年来，我国黄土地区多条高速公路、一级公路和汽车专用公路等在建设和使用过程中， 因黄土的湿陷造成了许多路基和人工构造物的沉陷开裂等病害，严重影响了工程质量和营运 效果，甚至造成重大交通事故和巨大的经济损失。交通科研部门对黄土地区路基修筑技术也 进行了一些专项研究，取得了成功经验和有用的成果，但有些关键技术尚未研究解决。 目前，黄土地区的公路建设仍然采用房建的规范和试验规程进行。而公路工程对湿陷性 黄土的研究较晚得，深度也不够。由于公路路基的工作环境和受力状态与房建工程地基差异 很大，将房建工程的规范直接应用于黄土地区高等级公路的设计与施工必然带有较大的盲目 性，尤其表现在水源条件的不同上。引起房建工程地基湿陷的主要原因是各种上下水管道或 蓄水池的渗漏，其水源表现为长期性、隐蔽性及不可量测性，可能造成整个湿陷性黄土地基 的浸水饱和，湿陷沉降量的计算考虑全部湿陷性黄土厚度是合理的；而路基工程除个别积水 地段或过水构造物以外，水源只有降雨或灌溉水，水量是有限的和短期的，不可能造成整个 湿陷性黄土层的饱和”。‘。路基黄土湿陷沉降量的计算应以当地50年或100年一遇降雨量人 渗饱和深度为依据。 通过人工降雨，模拟100年一遇的降雨条件，分析黄土路基的入渗规律，对湿陷沉降量 的计算具有重要意义，同时可为公路湿陷性黄土路基的设计施工提供依据。 2试脸场地概况 试验场地选在西安至禹门口高速公路路线K165+400处右侧“富平服务区”内。位于陕 rain， 北地区，年平均降雨量为292--493mill，多年最大降雨量为800nm，一次降雨量为108 而降雨时间仅为26rain，所以一次最大降雨强度可达4．2mm／min，其中50年一遇的降雨量 为90．6 mm[”。 mm，100年一遇的降雨量为230．6 湿略性黄土路基降雨入渗规律的试验研究 ·733· 3试验设计 3．1试验区域 rex8 in场地作为模 参照《湿陷性黄土地区建筑规范》(GBJ25--90)的有关规定，选取3 拟降雨人渗试验区，为避免雨水的蒸发以及风对降雨均匀程度的影响，特设置试验工棚(图 1)。试验区内外共埋设沉降观测标点25个，其中地表标8个，分层沉降标17个，水分观测 iL1个(图2)。距试验区25m处设置水准基点1个，用精密水准仪以及沉降标尺配合定期观 测标点的下沉量。试验区周围受人渗影响的范围采用TDR土壤水分测量仪进行观测。 ㈠或笔警可7。∥≯}l一水分点 ㈤囊刭‘嚣番喜 磊 lll一声划#‘’壮{：rr嚣 图l试验工棚示意图 图2测点平面布置图 3．2试验设备， (1)