路面塌陷的重大事故-濕陷性黃土問題研究

大家好，我是聊設計院的小y，

這次聊的是幾年前的濕陷性黃土問題引發的重大事故，雖然時間時間過去了幾年，但是事故的本身值得我們去研究和思考。

01我們來回顧一下事情的經過。

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

后果：10人死亡（含1名失聯人員按死亡統計）、17人受傷，直接經濟損失約1170.84萬元。

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

02那么首先問自己一個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，土的結構迅速破壞，發生顯著的濕陷變形，強度也隨之降低的，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度，但浸水后土體結構迅速破壞，并產生顯著附加下沉的特殊土。其本質是一種結構性欠穩定、水敏性極強的土。

濕陷性黃土最根本的性質就是濕陷性。它不同于一般的“沉降”，具有以下特點：

突變性：浸水后，下沉發生得非常迅速，往往在幾小時到幾天內完成，幾乎沒有預兆。

非自重現：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，也會突然塌陷。

不可逆性：濕陷破壞了黃土原有的微觀架空結構，這種破壞是不可逆的。

03總結濕陷性黃土微觀結構有以下幾點特性：

一、黃土顆粒之間呈點接觸或架空接觸，形成類似“蜂窩”或“絮狀”的結構體系。當遇水時，膠結物軟化或溶解，架空結構瞬間崩塌，產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，也是濕陷發生時結構崩塌的空間條件。

三、黃土顆粒接觸點處的膠結物主要是碳酸鈣（CaCO?），以及少量的硫酸鹽、氯化物等易溶鹽。這些膠結物是維持黃土結構穩定的關鍵，但在遇水時會發生軟化或溶解，導致結構失穩

04濕陷機理

錢鴻緡在《黃土的濕陷變形機理》（1986年）中提出，濕陷變形是“水”和“力”共同作用下的結構性破壞過程。該文通過三軸等應力比試驗和側限壓縮試驗揭示了濕陷變形的若干規律：

主應力比對濕陷變形有較大影響。

濕陷與應力狀態密切相關。

變形與應力之間存在交叉效應。

自重濕陷變形規律：自重濕陷量隨壓力增大而增加，但存在臨界壓力值。當壓力超過某一臨界值時，濕陷量的增長速率發生變化。

外荷濕陷變形規律：外荷濕陷變形與附加應力密切相關。通過浸水載荷試驗，可以確定不同壓力水平下的濕陷系數，進而計算地基的濕陷變形量。

區域性研究不在此贅述。有興趣的可以去星球看一下。

以上論文放置星球。