路面塌陷的重大事故-湿陷性黄土问题研究

大家好，我是聊设计院的小y，

这次聊的是几年前的湿陷性黄土问题引发的重大事故，虽然时间时间过去了几年，但是事故的本身值得我们去研究和思考。

01我们来回顾一下事情的经过。

2020年1月13日，西宁市南大街红十字医院公交站一辆17路公交车进站时路面突然塌陷，造成公交车和站台人员坠落。

后果：10人死亡（含1名失联人员按死亡统计）、17人受伤，直接经济损失约1170.84万元。

官方给的原因直接原因其中两条是这样的。塌陷区域地层为III级自重湿陷性黄土，塌陷后，地下电缆被破坏，引发了瞬间绝缘闪络（电弧）。车辆动静荷载扰动的湿陷性黄土地基。又是长期震动因素之一。

02那么首先问自己一个问题湿陷性黄土的特性是什么？

钱鸿缙书中给出的定义：凡天然黄土在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的湿陷变形，强度也随之降低的，称为湿陷性黄土。

也就是说湿陷性黄土是一种在天然湿度下具有较高强度，但浸水后土体结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的特殊土。其本质是一种结构性欠稳定、水敏性极强的土。

湿陷性黄土最根本的性质就是湿陷性。它不同于一般的“沉降”，具有以下特点：

突变性：浸水后，下沉发生得非常迅速，往往在几小时到几天内完成，几乎没有预兆。

非自重现：在天然含水率下，它可能承受较大的压力而不变形；但一旦浸水，即便压力没有增加，也会突然塌陷。

不可逆性：湿陷破坏了黄土原有的微观架空结构，这种破坏是不可逆的。

03总结湿陷性黄土微观结构有以下几点特性：

一、黄土颗粒之间呈点接触或架空接触，形成类似“蜂窝”或“絮状”的结构体系。当遇水时，胶结物软化或溶解，架空结构瞬间崩塌，产生不可逆的湿陷变形。

二、黄土具有显著的大孔隙特征，孔隙直径通常大于粉粒粒径，肉眼可见。这些大孔隙不仅是水流的快速渗透通道，也是湿陷发生时结构崩塌的空间条件。

三、黄土颗粒接触点处的胶结物主要是碳酸钙（CaCO₃），以及少量的硫酸盐、氯化物等易溶盐。这些胶结物是维持黄土结构稳定的关键，但在遇水时会发生软化或溶解，导致结构失稳

04湿陷机理

钱鸿缗在《黄土的湿陷变形机理》（1986年）中提出，湿陷变形是“水”和“力”共同作用下的结构性破坏过程。该文通过三轴等应力比试验和侧限压缩试验揭示了湿陷变形的若干规律：

主应力比对湿陷变形有较大影响。

湿陷与应力状态密切相关。

变形与应力之间存在交叉效应。

自重湿陷变形规律：自重湿陷量随压力增大而增加，但存在临界压力值。当压力超过某一临界值时，湿陷量的增长速率发生变化。

外荷湿陷变形规律：外荷湿陷变形与附加应力密切相关。通过浸水载荷试验，可以确定不同压力水平下的湿陷系数，进而计算地基的湿陷变形量。

区域性研究不在此赘述。有兴趣的可以去星球看一下。

以上论文放置星球。