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西安地铁四号线隧道穿越黄土源大面积湿陷性黄土,面临着湿陷变形等工程问题。尽管低含水率黄土具有高强度和低压缩性的特点,但其浸水后则会发生大幅度沉降变形和强度降低,造成地铁建设和运营存在重大安全隐患。 本文以地铁四号线高台地某车站的黄土为研究对象,通过无侧限抗压试验和湿陷性双线法试验,测试了黄土的构度指标和湿陷系数,分析了黄土构度随地层深度的变化、构度与物理性质之间的关系和湿陷性及结构性之间的关系。通过分析同一深度下黄土的多组湿陷性试验结果,考察了室内试验测试黄土湿陷系数结果的离散性。比较分析了2cm和8cm厚度两种试验测试湿陷系数的差异,并依据现场浸水试坑试验和室内试验分析确定不同埋深范围黄土的湿陷系数界限值,评价了高台地黄土场地的湿陷类型,为西安地铁穿越湿陷性评价提供了修正完善的评价方法。具体研究成果如下: 1)通过不同深度原状、重塑以及原状饱和黄土的无侧限抗压试验和物理性质指标测试,分析了黄土构度指标随深度的变化,以及构度与物理性质指标之间的关系,揭示了构度指标与物性指标的内在联系和独立性;进行了无侧限抗压强度与构度之间的相关性分析,揭示构度指标统一反映了黄土的基本物性和结构性。 2)通过固结仪压力容器的改进,进行了两种厚度试样的室内湿陷性试验研究,揭示了试样尺寸对其反映黄土结构的影响;两种尺寸试样对深层黄土的自重湿陷性的影响。分析了黄土场地不同埋深土湿陷性随埋深的变化特征。 3)分析了湿陷系数和湿陷起始压力,以及压缩模量与构度指标之间的关系,探讨了基于黄土物性指标和构度指标定量评价黄土力学特性可行性。 4)利用两种尺度试样的试验结果,依据现场浸水试坑试验和室内试验分析确定不同埋深范围黄土的湿陷系数界限值,评价了高台地黄土场地的自重湿陷变形,划分了黄土场地的湿陷类型。