摘要：为了查明南水北调中线穿黄工程南岸黄土的工程性质，研究不同工况下的黄土边坡稳定性，并为后续渠道开挖方案的确定提供设计依据，对该区域非饱和黄土强度特性进行了试验研究，内容包括黄土的物理性质试验、饱和黄土三轴CU试验、土—水特征曲线试验和非饱和黄土的抗剪试验。试验结果表明，该区域的黄土为低液限黏土，粉粒含量较大，持水能力较差，吸力内摩擦角φb=7.58°。
关键词：南水北调中线；非饱和黄土；物理力学试验；基质吸力；强度规律
16721683（2014）02012904
Shear Strength Properties of Loess on South Bank of Crossing the
Yellow River Project in the Middle Route of SouthtoNorth Water Diversion Project
XING Yichuan1，LIZhen2，ANPeng1
（1.China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing 100048，China；
2.College of Water Resources and Architectural Engineering，Northwest A & F University，Yangling 712100，China）
Abstract：In order to investigate the characteristics of loess on south bank of crossing the Yellow River Project in the Middle Route of SouthtoNorth Water Diversion Project，and the slope stability of loess under different working conditions to provide design support for the subsequent channel excation scheme，the strength tests of unsaturated loess were conducted in the study area.The experimental tests included the tests of physical properties of loess，the CU triaxial tests of saturated loess，the tests of soilwater characteristic curve，and the shear tests of unsaturated loess.The results showed that the loess in the study area is clay with low liquid limit，large quantity of silt，low waterholding capacity，and a suction internal friction angle of φb=758°.
Key words：Middle Route of SouthtoNorth Water Diversion Project；unsaturated loess；physical mechanics test；matrix suction；shear strength
1研究背景
南水北调中线穿黄工程南岸连接明渠长约5 km，位于邙山黄土丘陵区，为挖方渠道。渠道地面高程140～181 m，渠底高程111～112 m，边坡高度20～60 m；地下水位高程约102～140 m，埋深约4～61 m。边坡地层主要为中更新统冲积层（alQ2）、上更新统冲积层（alQ3）和全新统冲积层（alQ4）。
在桩号4+500以北，边坡高度超过40 m，原始地下水高出渠底约30 m，施工期将采用井点降水和施工开挖形成临空面降低地下水位，但由于边坡黄土渗透系数较小，降水之后边坡土体的含水率依然较高，抗剪强度指标较低。为了查明穿黄工程南岸黄土的工程性质，研究不同工况下的黄土边坡稳定性，并为后续渠道开挖方案的确定提供设计依据，迫切需要开展该区的非饱和黄土强度试验研究。
根据现场实际情况，选取alQ3⑨-1、alQ3⑨夹两层黄土土样进行室内试验。
2土样的物理性质
土粒比重用比重瓶法测定，颗粒分析采用密度计法测定，土的界限含水率采用液塑限联合测定法测定，试验结果[1]见表1。
原状土样的密度采用环刀法测定，含水率采用烘干法测定。试验结果为：⑨夹层原状土样的含水率平均值为212%，干密度的平均值为1.45 g/cm3，孔隙比的平均值为085，孔隙率的平均值为45.9%，饱和度的平均值为670%；⑨-1层原状土样的含水率平均值为14.4%，干密度的平均值为1.43 g/cm3，孔隙比的平均值为0.88，孔隙率的平均值为46.8%，饱和度的平均值为44.0%。
3饱和黄土的强度参数
分别对两个黄土层（⑨-1、⑨夹）的土样各进行了3组三轴固结不排水剪切试验。试样采用抽气饱和，饱和度均大于98%。通过整理得到：
⑨夹层饱和黄土的总应力强度指标c=31.8 kPa，φ=128°，有效应力强度指标c′=17.2 kPa，φ′=27.2°。
⑨-1层饱和黄土的总应力强度指标c=25.1 kPa，φ=12.6°，有效应力强度指标c′=17.5 kPa，φ′=27.4°。
谈谈南水北调中线穿黄工程南岸黄土强度特性
更新时间：2024-03-13
作者：用户投稿
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