【正文】 disturbance is a slight underestimate of the collapse potential for the soil.675譯文：濕陷性地基引起的路面問題作者：...摘要：在干旱環(huán)境中，濕陷性土壤組成的路基材料是很常見的，干旱環(huán)境中的氣候條件、沉積以及風(fēng)化作用都有利于濕陷性土的形成。在這方面包括了一種使用常用的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和測(cè)試方法獲得這些問題的土壤的體積變化的可靠估計(jì)的預(yù)測(cè)技性討論。對(duì)典型的路面路基提供了一種方法去預(yù)測(cè)相關(guān)的應(yīng)力和相應(yīng)的濕陷張力。基于熟悉的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果，使用相對(duì)簡(jiǎn)單的方法評(píng)估潛在體積的變化。引言：當(dāng)土壤接觸到水的時(shí)候，可能體積會(huì)減小或擴(kuò)大，也可能不變化。遇到水體積增大的土叫做膨脹土，而體積減小的稱為濕陷性土。土壤的類型結(jié)構(gòu)、最初的土壤密度、施加應(yīng)力狀態(tài)以及土壤浸濕的程度范圍決定了體積變化量的大小。自從專業(yè)實(shí)踐開始由這些遇水體積變化的土組成的路基材料已經(jīng)導(dǎo)致了許多公路病害，并且在維修方面已經(jīng)花費(fèi)了數(shù)百萬美元。處理這種路基材料做出經(jīng)濟(jì)決策的第一步是做出可能發(fā)生的體積變化的預(yù)測(cè)。每個(gè)工程項(xiàng)目都有不同的設(shè)計(jì)考慮、經(jīng)濟(jì)限制和風(fēng)險(xiǎn)因素，所有這些情況都必須考慮到。然而，最好的和最合理的設(shè)計(jì)可能會(huì)具有更大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)相比于可靠的體積變化預(yù)測(cè)。例如，典型的處理膨脹黏土的技術(shù)有：(1)在現(xiàn)場(chǎng)用例如石灰、粉煤灰或者水泥等處置處理；(2)設(shè)置滲流屏障或者排水設(shè)施；(3)進(jìn)行適用性散失的計(jì)算來變更設(shè)計(jì)來接受預(yù)期膨脹。為了做出最經(jīng)濟(jì)的決定，體積變化（特別是不均勻的體積變化）的量必須要精確計(jì)算，并且要從計(jì)算出的數(shù)據(jù)上估測(cè)出路面的平整度。同樣，不尋常的設(shè)計(jì)技術(shù)可利用到任何道路問題中。 這里將重點(diǎn)對(duì)以下兩點(diǎn)提供簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的方法：(1)決定路基材料是否是濕陷性膨脹性或者其他。(2)估算濕陷性土在路基中極有可能發(fā)生的體積變化量。這些信息將會(huì)是工程師做出合理的決定。濕陷性土在干旱地區(qū)是非常常見的。這種土的形成過程以及計(jì)算可能發(fā)生的體積變化量將在下文中介紹。美國亞利桑那州皇家經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)高級(jí)助理教授Tempe注：討論開放至1989年4月1日。增加截止日期一個(gè)月，必須要有ASCE期刊經(jīng)理批準(zhǔn)的書面請(qǐng)求。這篇文章是提交復(fù)審的初稿，可能出版的時(shí)間在1988年2月3日。本文是運(yùn)輸雜志收錄的的一篇文章。114工程卷，6號(hào)，1988年11月。ASCE，ISSN 0733947x \ / \ / \ / 88 00060673 1美元+每頁15美元。22902號(hào)文件濕陷性土濕陷性土的結(jié)構(gòu)濕陷性土有高孔隙率、低密度和較弱的黏性等特點(diǎn)。在干旱地區(qū)，有很高的蒸發(fā)量，而降水量較低。因此，當(dāng)有降水時(shí)只有地面土壤濕潤(rùn)。沉積作用和氣候條件共同造成了濕陷性土的形成。盡管濕陷性土存在于非沙漠地區(qū)，但干旱環(huán)境中蒸發(fā)量遠(yuǎn)超降水量這一特點(diǎn)非常有利于濕陷性土結(jié)構(gòu)的形成。當(dāng)土壤在蒸發(fā)過程中變干后，毛細(xì)張力使其余的水進(jìn)入土壤顆粒的界面，同時(shí)帶出可溶性鹽、粘土和粉砂顆粒。隨著土壤繼續(xù)變干，可溶性鹽、黏土和粉砂顆粒逐漸從溶解狀態(tài)脫離出來，大量的顆粒物聚集在一起。這就導(dǎo)致這種土壤在低含水量時(shí)具有較高的表面強(qiáng)度。然而，當(dāng)遇到水時(shí)，由于結(jié)合材料的弱化和軟化，土壤承受應(yīng)力超過浸濕之前，會(huì)使土結(jié)構(gòu)發(fā)生崩塌。這樣，如果提供給土壤水量高于自然狀態(tài)水量，可能在較低水平的壓力時(shí)就發(fā)生崩潰，或許就在上覆土壓力作用下。額外的負(fù)荷，如交通荷載或橋梁結(jié)構(gòu)的存在，增加了濕陷性，特別是對(duì)于淺層土。無論怎樣，觸發(fā)濕陷性的原因就是加入水。濕陷性土引起的公路問題不均勻的沉陷可能是因?yàn)榈鼗V床存在不同程度的不均勻性或者是地基材料濕度不一樣。當(dāng)路基土發(fā)生微分崩潰時(shí)，結(jié)果是一個(gè)粗糙的、波浪狀的表面，并潛在存在許多英里路基的廣泛災(zāi)害。已經(jīng)有一些報(bào)道，微分崩潰已被引用作為道路或公路橋梁病害的原因。其中一些在亞利桑那州和新墨西哥州地區(qū)包括靠近本森,亞利桑那州1 10,部分和新墨西哥附近Algadonas的1 25部分。除了道路表面的過度波動(dòng)，橋梁基礎(chǔ)的問題，比如在亞利桑那州斯坦通公路橋梁，其他的經(jīng)常被確定地基土的崩潰。鑒別濕陷性土已經(jīng)有許多技術(shù)，提出了鑒別濕陷性土的問題。這些方法的范圍從干擾樣品進(jìn)行質(zhì)量指標(biāo)的測(cè)試到比較浸濕前后土的性狀再到現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)技術(shù)。在所有的情況下，工程師首先必須要知道是否被浸濕的土壤含水量在天然含水量之上，如果是，那么就要確定潛在的浸濕范圍。大部分鑒定濕陷性土的方法在本質(zhì)上都是定性的，沒有提供潛在崩塌規(guī)模的大小。這些定性的方法是基干密度、水分含量、空隙率、比重和阿太堡界限之上的。原位檢測(cè)出現(xiàn)在某些較有前途的研究中，因?yàn)樵S多專家認(rèn)為樣品干擾大大減少，而定量檢測(cè)更能得到潛在的崩塌結(jié)論。然而，濕陷性土原位測(cè)試方法在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)通常遭受潤(rùn)濕分布范圍和程度未知這一問題的困擾。由于該區(qū)域材料材料以及水和應(yīng)力的影響是未知的，使得定量檢測(cè)難以進(jìn)行。此外，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得的飽和度是變化的，通常也不能確定。根據(jù)最近的研究，表明鑒別濕陷性土的最可靠地方法是在試驗(yàn)室中觀測(cè)最優(yōu)質(zhì)的原狀樣品在接觸到水時(shí)的反應(yīng)。簡(jiǎn)單的土壓縮試驗(yàn)結(jié)果將表明土壤是否是濕陷性的，與此同時(shí)，還能得到這些區(qū)域潛在濕陷應(yīng)力的直接測(cè)量值。直接測(cè)量的方法存在的現(xiàn)在的問題包括樣品干擾以及測(cè)到的飽和度可能低于實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的。未受干擾的樣品質(zhì)量是與收集樣品的管的面積比有很大關(guān)系的。面積比是收集到的樣品橫截面積與樣品管橫截面積的比。根據(jù)定義，A型薄壁樣品管具有10%15%的面積比率。雖然最好通過薄壁管來獲得原狀樣品，但實(shí)際情況下樣品很容易發(fā)生僵硬、膠結(jié)，尤其是封閉的砂礫，所以通常情況用較厚的管來采樣。亞利桑那州的土壤通常有56%的面積比。另外，可能需要相當(dāng)大的錘擊該管一驅(qū)動(dòng)樣品。當(dāng)然，其結(jié)果是，樣品一定程度的干擾、斷鍵、致密化，并相應(yīng)的減小實(shí)驗(yàn)室測(cè)量時(shí)的崩潰。然而，符合定義的濕陷性土，樣品管插入時(shí)導(dǎo)致局部剪切破壞，比一般剪切的土壤樣品量更少干擾失敗。