路面塌陷的重大事故-濕陷性黃土問題研究

大家好，我是聊設(shè)計(jì)院的小y，

這次聊的是幾年前的濕陷性黃土問題引發(fā)的重大事故，雖然時(shí)間時(shí)間過去了幾年，但是事故的本身值得我們?nèi)パ芯亢退伎肌?/p>

01我們來回顧一下事情的經(jīng)過。

2020年1月13日，西寧市南大街紅十字醫(yī)院公交站一輛17路公交車進(jìn)站時(shí)路面突然塌陷，造成公交車和站臺(tái)人員墜落。

后果：10人死亡（含1名失聯(lián)人員按死亡統(tǒng)計(jì)）、17人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失約1170.84萬元。

官方給的原因直接原因其中兩條是這樣的。塌陷區(qū)域地層為III級(jí)自重濕陷性黃土，塌陷后，地下電纜被破壞，引發(fā)了瞬間絕緣閃絡(luò)（電弧）。車輛動(dòng)靜荷載擾動(dòng)的濕陷性黃土地基。又是長(zhǎng)期震動(dòng)因素之一。

02那么首先問自己一個(gè)問題濕陷性黃土的特性是什么？

錢鴻縉書中給出的定義：凡天然黃土在一定壓力作用下，受水浸濕后，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，發(fā)生顯著的濕陷變形，強(qiáng)度也隨之降低的，稱為濕陷性黃土。

也就是說濕陷性黃土是一種在天然濕度下具有較高強(qiáng)度，但浸水后土體結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉的特殊土。其本質(zhì)是一種結(jié)構(gòu)性欠穩(wěn)定、水敏性極強(qiáng)的土。

濕陷性黃土最根本的性質(zhì)就是濕陷性。它不同于一般的“沉降”，具有以下特點(diǎn)：

突變性：浸水后，下沉發(fā)生得非常迅速，往往在幾小時(shí)到幾天內(nèi)完成，幾乎沒有預(yù)兆。

非自重現(xiàn)：在天然含水率下，它可能承受較大的壓力而不變形；但一旦浸水，即便壓力沒有增加，也會(huì)突然塌陷。

不可逆性：濕陷破壞了黃土原有的微觀架空結(jié)構(gòu)，這種破壞是不可逆的。

03總結(jié)濕陷性黃土微觀結(jié)構(gòu)有以下幾點(diǎn)特性：

一、黃土顆粒之間呈點(diǎn)接觸或架空接觸，形成類似“蜂窩”或“絮狀”的結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)遇水時(shí)，膠結(jié)物軟化或溶解，架空結(jié)構(gòu)瞬間崩塌，產(chǎn)生不可逆的濕陷變形。

二、黃土具有顯著的大孔隙特征，孔隙直徑通常大于粉粒粒徑，肉眼可見。這些大孔隙不僅是水流的快速滲透通道，也是濕陷發(fā)生時(shí)結(jié)構(gòu)崩塌的空間條件。

三、黃土顆粒接觸點(diǎn)處的膠結(jié)物主要是碳酸鈣（CaCO?），以及少量的硫酸鹽、氯化物等易溶鹽。這些膠結(jié)物是維持黃土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵，但在遇水時(shí)會(huì)發(fā)生軟化或溶解，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)

04濕陷機(jī)理

錢鴻緡在《黃土的濕陷變形機(jī)理》（1986年）中提出，濕陷變形是“水”和“力”共同作用下的結(jié)構(gòu)性破壞過程。該文通過三軸等應(yīng)力比試驗(yàn)和側(cè)限壓縮試驗(yàn)揭示了濕陷變形的若干規(guī)律：

主應(yīng)力比對(duì)濕陷變形有較大影響。

濕陷與應(yīng)力狀態(tài)密切相關(guān)。

變形與應(yīng)力之間存在交叉效應(yīng)。

自重濕陷變形規(guī)律：自重濕陷量隨壓力增大而增加，但存在臨界壓力值。當(dāng)壓力超過某一臨界值時(shí)，濕陷量的增長(zhǎng)速率發(fā)生變化。

外荷濕陷變形規(guī)律：外荷濕陷變形與附加應(yīng)力密切相關(guān)。通過浸水載荷試驗(yàn)，可以確定不同壓力水平下的濕陷系數(shù)，進(jìn)而計(jì)算地基的濕陷變形量。

區(qū)域性研究不在此贅述。有興趣的可以去星球看一下。

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