Page 61 - 水利学报2021年第52卷第1期

图 4 50g 离心加速度下的压缩变形

值代表土样的变形。
将模型中部第 1 至 8 列的位移标志点，在 50g 离心加速度下的压缩变形值绘图 4（b），由图 4（b）可
知，模型的压缩变形随着深度的增加而减小，Q 土层表现出较大的压缩性，古土壤层次之，Q 土层
3 2
强度较大，压缩性较小。模型压缩变形均值为 2.83 mm，按相似律 N=50 换算，场地的压缩变形值为
141.50 mm。
（2）浸水沉降变形特性。饱和过程中，由于浸水增湿使部分标志点嵌入土体，无法追踪位移变
化。将模型在 50g 离心加速度下，可识别的各列标志点沉降变形情况绘图 5。由图 5 可知：50g 离心加
速度下，浸水沉降变形随着深度的增加逐渐减小，模型 20 cm 深度内的沉降变形占总沉降的 50%以
上。
（3）湿陷变形特性。试验采用单线法离心模型试验，将原状样模型在一定离心加速度下的沉降变
形值减去压缩变形值，即得到该离心加速度下的湿陷变形。图 6 为模型第 1 至 8 列的位移标志点在离
心加速度为 50g 时的湿陷变形情况，由图 6 可知：随着深度的增加，土层的湿陷变形逐渐减小，且深
度小于 20 cm 时，湿陷变形减小缓慢，当深度大于 20 cm 时，湿陷变形急剧减小。究其原因是 20.8 cm
以下为湿陷性较弱的古土壤和 Q 黄土，以上为湿陷性较强的 Q 黄土，说明土层性质对黄土湿陷性影
2 3
响最为显著。

图 5 50g 离心加速度时原状样模型各列标 图 6 50g 离心加速度时原状样模型各列标
志点浸水沉降变形 志点湿陷变形

按照模型比尺 1/50，折算得到原场地自重湿陷量随深度变化情况如图 7 所示，由图 7 可知，场地
的湿陷变形随深度增加，整体呈减小的趋势变化。场地 4.5 m 以上深度，自重湿陷量较大，且随着深
度增加，自重湿陷量小幅度增加；4.5 m ~ 13 m，随着深度增加，自重湿陷量逐渐减小；13 m 以下深
度不具有自重湿陷性。模型在 50g 离心加速时的湿陷变形均值为 12.63 mm，按相似律 N=50 换算，可
得该场地的自重湿陷量为 631.53 mm。
4.3 轻量土换填 1.5m 模型变形特性 轻量土换填 1.5 m 模型设置 15 排、8 列位移标志点，以下逐一
分析模型 3、5、7、9、11 排和各列位移标志在 50g 离心加速度下的压缩变形、沉降变形和湿陷变形
情况。

— 57 —