管周黄土粒度成分特征对比分析

李 研 朱 雀 艾 虎 程 龙 杨士勇 王 波 方世跃

(1.西安科技大学地质与环境学院，陕西 西安 710054； 2.西气东输甘陕管理处，陕西 西安 710000； 3.青海油田采油二厂，青海 花土沟 816400)

1 概述

长距离大工程油气管道建设，需穿越我国大片黄土区，黄土复杂的性质给工程建设带来了较大的困难，同时由于风化、淋滤等一系列的外界因素干扰，回填黄土力度成分与原状黄土相比发生变化，对工程使用年限以及工程后环境恢复等均造成不利影响。

黄土粒度是组成黄土的基本单元，其变化对黄土工程地质性质有着显著的影响，冯连昌、郑晏武[1]，1982；唐大雄等[2]，1999；张贵义等[3]，2001，提出黄土湿陷性的“峰值粘粒含量”概念，指出粒度对黄土湿陷性及工程地质性质的影响[4]。

本文以西气东输二线甘肃省泾川段管道管周黄土为研究对象，通过利用激光粒度仪对管周回原状黄土与回填黄土进行对比分析，分析总结管周原状黄土与回填黄土的粒度成分与粒径变化规律，为建设施工、灾害防治与环境恢复等提供更好的地质依据。

2 研究区概况

泾川县处于黄土高原中部，陕西省与甘肃省交界，隶属于甘肃省平凉市。地理坐标为东经107°15′～107°45′，北纬35°11′～35°31′。

泾川沟壑纵横，发育有典型的黄土地貌，且主要以塬、峁为主。塬、峁的形成一方面是在第四纪晚更新世，堆积巨厚且结构疏松的土体，经过地表水流严重侵蚀，发育成沟壑纵横的表观现象。另一方面来说，土的总体结构主要依赖于沉积过程中的下伏地形，而在古土体的地形也主要来自河流冲刷。

3 管周黄土粒度成分

3.1 原状土粒度成分分析

通过使用激光粒度仪对管周原状黄土进行粒径分析，其测试结果如表1所示。

由表1可知，该组土的最小粒径为0.294 μm，最大粒径为217.3 μm。其中最小区间数为0.01%，对应粒径为0.294 μm～0.36 μm；最大区间数为7.8%，对应粒径为22.28 μm～27.98 μm。通过分析可知D10=2.177 μm，D30=7.0 μm;D60=22.1 μm。

则原状土不均匀系数Cu和曲率系数分别为：

不均匀系数Cu>5，曲率系数(1

表1 粒径区间累积表(一)

3.2 管周回填黄土粒度成分

对管周回填黄土进行粒径分析，其测试结果如表2所示。

表2 粒径区间累积表(二)

由表2可知，该组土的最小粒径为0.463 μm，最大粒径为173.0 μm。其中最小区间数为0.01%，对应粒径为0.463 μm～0.582 μm；最大区间数为9.66%，对应粒径为22.28 μm～27.98 μm。通过分析可知D10=1.669 μm，D30=4.8 μm,D60=

11.0 μm。

则原状土不均匀系数Cu和曲率系数分别为：

不均匀系数Cu>5，曲率系数(1

4 结语

管周原状黄土的颗粒粒径分布较广散，表现在最大粒径较大，最小粒径较小，且粒径变化趋势较为平稳；管周回填黄土颗粒粒径分布较为集中，最大颗粒较淋滤前小，最小颗粒较淋滤前大，且粒径变化波动较大； 管周原状黄土的不均匀系数大于回填黄土，曲率系数小于回填黄土；两者都属于级配良好的细粒土，回填黄土部分粒径缺失。