黄土窑洞“人文层”厚度及宏微观性质

人类正在使用的黄土窑洞通常较废弃窑洞更加稳定,为揭示这一现象的机理,提出黄土窑洞"人文层"的概念,并借助室内土工试验和SEM系统测试在用窑洞洞壁一定厚度范围内土体宏观物理力学性质及微观特征,以期揭示黄土窑洞"人文层"厚度及基本特征。试验结果表明:探洞揭露范围内洞壁黄土含水率介于3.32%~7.24%;天然密度介于1.33~1.55 g/cm~3;干密度介于1.24~1.48 g/cm~3;100 kPa压力下剪切强度介于78.00~157.61 kPa。分析可得四点结论:(1)黄土窑洞"人文层"客观存在,在其厚度内,土体含水率、天然密度和干密度变幅很小;(2)"人文层"厚度可以通过窑洞洞壁土体表观特征、含水率、天然密度、干密度和剪切强度变化曲线拐点综合确定。试验黄土窑洞"人文层"厚度51~61 cm;(3)"人文层"黄土具有干燥、致密和高强度的宏观特征,有利于窑洞整体稳定;(4)微观上"人文层"黄土土粒多以团块形式存在,接触方式以镶嵌接触为主,空隙面积极小、数量极少且多为点线状。