也談“濕陷”與 “壓縮”

1.濕陷

（1）《巖土工程基本術語標準》（GB/T 50279-98）中：

①4.2.69條對“濕陷性”的定義為：collapsibility，黃土類土在上部壓力或自重作用下，浸水后產生顯著附加沉陷變形的性狀；

②3.2.35條對“濕陷性土”的定義為：collapsible soil，具有疏松粒狀架空膠結結構體系，低濕時有較強的結構強度，在一定壓力下浸水時，結構迅速破壞，產生明顯濕陷現象的土。該條規定沒有限于黃土。

③其他與“濕陷”有關的定義如：“黃土濕陷試驗”、“濕陷系數”、“自重濕陷系數”以及“濕陷起始壓力”等相關術語在定義中均將主語限定為“黃土”，而與“濕陷”對應的英文則均以collapse為詞根；

（2）《土工試驗方法標準》（GB/T 50123 - 1999）中對“黃土濕陷試驗”的規定也說明：本實驗方法適用于黃土類土。

（3）《巖土工程勘察規范》（GB 50021 – 2001）2009年版中在6.1節“濕陷性土”中將失陷性黃土的勘察排除在了該范圍以外，單獨見《濕陷性黃土地區建筑規范》（GB 50025 - 2004），規范中包含的土為：濕陷性碎石土、濕陷性砂土和其他濕陷性土。

可見，“濕陷”這一現象并非僅僅出現在黃土中，也會出現在其他類土中。

現有的國內外文獻中“濕陷”這一概念的使用也并不鮮見：Alonso、Gens和楊代泉等 [1]在關于非飽和土本構的論述中談到“膨脹土在高應力作用下產生濕陷變形”；Alonso等[2-5]在非飽和土以及膨脹土模型的相關論述中也都使用了collapse來描述在一定荷載下土體浸水過程中體積減小的現象；袁俊平等[6]描述這一現象也使用了“土體團粒結構塌陷”和“土體濕陷”的表述，胡瑾等[7]在關于膨脹土在不同應力狀態下的濕化變形論述中也使用了濕陷一詞。

2.壓縮

①《巖土工程基本術語標準》（GB/T 50279-98）中：4.2.48條對壓縮性的定義：compressibility，土在壓力作用下體積縮小的特性；

此外，在關于“壓縮系數”、“體積壓縮系數”等相關的定義中，都這一概念限制在K0固結試驗中?？梢?，規范中對于壓縮這一概念均屬于外部荷載所引起的土體體積變形，對飽和土來說，在施加荷載的初期也會在土體中出現超孔隙水壓力，那么在土體體積變形的過程中還伴隨著孔隙水壓力的消散，后者通常使用“固結”這一概念。

對于自然界的現象使用科學術語進行描述時，通常是定義為某種作用在其對象上產生了某種效應，如果這種作用和效應有一種特殊的對應關系（函數關系），則可以稱之為定律。

從非飽和土力學的角度來看，一般會選取兩個應力狀態變量——凈應力(σij-ua)和吸力(ua-uw)——來進行土體應力狀態的描述，上述現象中無外乎這兩個變量的變化所引起土體體積變化的過程。在《巖土工程基本術語標準》中對壓縮的定義里面使用的“壓力”應該對應為“凈應力”。

在一定荷載狀態下浸水濕化相當于凈應力(σij-ua)不變吸力(ua-uw)減小的過程，而壓縮則是由于凈應力(σij-ua)增大這一作用所引起的體積變化這一效應，雖然在后者所對應的過程中吸力(ua-uw)/孔隙水壓力uw也有變化，但是吸力(ua-uw)/孔隙水壓力uw在這里的變化不是作用，而是由凈應力(σij-ua)變化所引起的附加效應，且僅限于飽和土。

從非飽和土的角度來講，“壓縮”應該是在由外部荷載的單一作用下所引起土體體積變化這一效應的過程，在該過程中會伴隨有孔隙水壓力的變化，但是孔隙水壓力并不是外部環境對土體的作用，而是外部荷載對土體所產生的效應之一。而“濕陷”應該是在(σij-ua)不變的情況下由外部水的浸入這一作用下所引起的土體體積變化這一效應的過程，而且在該過程中一般不會有凈應力的變化。最后，“固結”是指伴隨著土體被壓縮其中超孔隙水壓力消散的過程。

所以，論文中使用“濕陷”一詞來描述“壓實膨脹土試樣在一定上覆荷載（如200kPa）下浸水濕化過程中體積減小”這一現象是合適的。

參考文獻

[1] 楊代泉. 非飽和土彈塑性應力應變特性模擬[J]. 巖土工程學報. 1995(06): 42-51.

[2] Alonso E A P D, Gens Solé A, Josa Garcia-Tornel A. A constitutive model for partially saturated soils[J]. Geotechnique. 1990, 40(3): 405-430.

[3] Gens A. Constitutive modelling: application to compacted soils[J]. Unsaturated soils. 1996, 3: 1179-1200.

[4] Gens A, Alonso E E. A framework for the behaviour of unsaturated expansive clays[J]. Canadian Geotechnical Journal. 1992, 29(6): 1013-1032.

[5] Alonso E E, Vaunat J, Gens A. Modelling the mechanical behaviour of expansive clays[J]. Engineering Geology. 1999, 54(1–2): 173-183.

[6] 袁俊平，陳劍. 膨脹土單向浸水膨脹時程特性試驗與應用研究[J]. 河海大學學報(自然科學版). 2003(05): 547-551.

[7] 胡瑾，王保田，張文慧，等. 無荷和有荷條件下膨脹土變形規律研究[J]. 巖土工程學報. 2011(S1): 342-345.