结构性黄土的变形特性

洛川剖面黄土的结构性及其力学特征研究一、研究背景黄土这种自然界的伟大创造，自古以来就以其独特的魅力和神奇的力量，让人们为之倾倒。

它既是大自然的馈赠，也是人类文明的摇篮。

然而随着社会的发展和人口的增长，黄土的生态环境正在遭受严重的破坏。

为了保护这片神奇的土地，我们有必要深入研究其结构性和力学特征，以便更好地利用和保护这一宝贵的资源。

洛川剖面位于陕西省洛川县境内，是黄土高原的一个重要剖面。

这里地势平坦，地貌类型丰富多样，黄土层厚薄不一，结构复杂多变。

因此对于洛川剖面黄土的结构性和力学特征的研究，具有很高的科学价值和实际意义。

在过去的几十年里，我国的黄土研究取得了显著的成果，为我们提供了丰富的理论依据和实践经验。

然而由于各种原因，我们在黄土领域的研究仍然存在一些不足之处。

例如对于黄土的微观结构和力学特性的研究还不够深入，对于黄土在不同环境条件下的变形规律和稳定性分析还有待完善。

因此开展洛川剖面黄土的结构性及其力学特征研究，对于提高我国黄土研究的水平，促进黄土资源的可持续利用具有重要的现实意义。

1. 黄土在人类历史和现代社会中的重要性；黄土这种看似普通却又无比重要的自然物质，自古以来就在人类的生活中扮演着重要角色。

它不仅是我们祖先生活的基础，也是我们现代社会的重要资源。

黄土的广泛分布和丰富储量，使其在农业、建筑、环保等领域都有着不可替代的作用。

然而黄土的特殊结构性和力学特征，使得它在人类历史和现代社会中的重要性更加凸显。

黄土不仅承载着我们的记忆，更是塑造了我们的文明。

从古代的长城、秦始皇兵马俑，到现代的高速公路、高楼大厦，黄土都在其中扮演着关键的角色。

每一块砖石、每一粒沙砾，都是黄土的结晶，都是历史的见证。

黄土的存在，让我们有了生活的依托，也让我们有了追求进步的动力。

黄土的力学特征也是其独特魅力的一部分，它的强度和稳定性，使得它能够在各种恶劣环境中屹立不倒。

无论是风吹雨打，还是地震洪水，黄土都能坚守自己的岗位，保护着我们的家园。

马兰黄土变形性及微观结构特征研究王冠民;刘沛林;王蓬;姜振泉;钱自卫【摘要】简要介绍了马兰黄土力学强度、变形性及微观结构特征。

采用单轴压缩试验及电镜扫描方法，对原状及重塑黄土样的物理力学性质及微观结构特征进行了研究。

结果表明，马兰黄土原状土样和重塑土样均表现出很强的塑性变形特点，且其塑性变形性随含水量的增大而更加明显；相近稠度状态条件下，重塑土样较原状土样产生的变形量更大，表明原状土样具有一定的结构强度；单轴压缩试验前，原状马兰黄土呈支架大孔微胶结结构，颗粒之间多为点-点、点-棱接触；试验后，微观结构转为镶嵌微孔微胶结结构，支架架空结构发生破坏，土体变得致密。

【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】3页(P30-32)【关键词】马兰黄土;单轴压缩;变形性;微观结构【作者】王冠民;刘沛林;王蓬;姜振泉;钱自卫【作者单位】陕西彬长矿业有限公司煤化工分公司，陕西咸阳，713500;陕西彬长矿业有限公司煤化工分公司，陕西咸阳，713500;陕西彬长矿业有限公司煤化工分公司，陕西咸阳，713500;中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州，221116; 徐州中矿井巷注浆防治水新技术有限公司，江苏徐州，221008;中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州，221116; 徐州中矿井巷注浆防治水新技术有限公司，江苏徐州，221008【正文语种】中文【中图分类】TD163+.1陕西彬长矿区位于黄陇侏罗系煤田中部，是全国13个特大型煤炭基地之一。

目前矿区尚处于开发初期，一些矿井正在建设和规划中。

彬长矿区矿井建设的制约因素之一，是深厚的新生界松散土层［1］。

马兰黄土是该地区典型的新生界松散土层，呈厚层状，褐黄色含砂粘土和浅黄色粉质粘土间隔分布，单层厚度3～8m。

含砂粘土较致密，块状结构，具少量裂隙；粉质粘土呈半固态，土质疏松，具大孔隙，垂直节理发育，遇水易水解破坏。

井筒掘进揭露的围岩，存在垂向离层崩裂的潜在威胁，变形控制难度较大。

黄土的物理力学性质§2-1 黄土的物理性质试验用黄土采用甘肃兰（州）海（石湾）高速公路工程现场扰动土，其物理性质主要由它的物理性质指标来体现，其物理性质指标主要有：孔隙率、天然含水量、容重和液塑限等。

由于黄土的生成与存在条件比较特殊，它的孔隙率比普通土的孔隙率要大。

一般黄土中存在肉眼易见的孔隙，这些孔隙多为铅直圆孔，这类孔隙通称为大孔隙。

大孔隙比例的多少在一定程度上决定了黄土湿陷性的大小，大孔隙多的黄土湿陷程度大；反之则小。

试验所用黄土的天然含水量很低，一般在10％以下。

含水量在剖面上的变化与黄土层的厚度和埋藏深度没有直接关系。

黄土的容重、比重取决于黄土的矿物成分、结构和含水量，而黄土的颗粒分散度、矿物成分、形状和弹性在一定程度上决定了黄土的液塑性。

黄土的物理性质随成岩时代、成岩地区的不同而表现出一定的差异。

为了得到该黄土的物理性质，我们根据《公路土工试验规程》（JTJ 051-93）的要求，分别采用联合液塑限仪、烘箱和重型击实等方法进行了有关指标的测定，测定结果如表2-1所示。

一．主要成分分析组成黄土的矿物约有60种，其中轻矿物（d﹤0.005mm）含量占粗矿物（d ﹥0.005mm）总量的90%以上。

黄土中粘土矿物（d﹤0.005mm）以不同的方式同水和孔隙中的水溶液相互作用，显示出不同的亲水性，故粘土矿物的成分和比例，在某种程度上体现了黄土的湿陷性。

水溶盐的种类和含量与黄土的湿化、收缩和透水性关系密切，直接影响着黄土的工程性质。

水溶盐包括易溶盐、中溶盐和难溶盐三种。

易溶盐（氧化物，硫酸镁和碳酸钠）极易溶于水或与水发生作用。

它的含量直接影响到黄土的湿陷性。

中溶盐（石膏为主）的存在状态决定其与水的作用情况。

以固体结晶形态存在时，溶解性小，但当以次生结晶细粒分布于孔隙中时，易溶解，在这种情况下，会对黄土的湿陷性有一定的影响。

难溶盐（碳酸钙为主）在黄土中既起骨架作用，又起胶结作用，这取决于其赋存的状态。

黄土特性黄土或黄土状土是一种多孔隙、弱胶结的第四纪沉积物。

我国黄土分布广范,6.6%的国土面积被黄土覆盖,黄土主要分布在我国中西部地区,其中以西北地区的黄土地层最厚,最完整。

黄土具有颜色淡黄至褐黄、大孔隙、结构疏松、具直立节理(破坏时能保持直壁)、常含有盐类(主要为碳酸盐与硫酸盐)、成分均匀无层理和遇水具有湿陷性等显著特点。

3.1.1典型物理化学性质黄土的颗粒粒径大部分为0.25~以下,主要以粉粒(0.05~0.005~)为主,含量多大于50%,一般土颗粒粒径大小在0.002一200~之间。

黄土的粘粒部分(<0.005~)基本上由粘土矿物组成,如蒙脱石、高岭石、绿高岭石和水云母。

根据粘土矿物的含量百分比,可将黄土分为蒙脱石黄土、蒙脱石一高岭石黄土和蒙脱石一水云母黄土。

粘土矿物成分和比例在某种程度上体现着黄土的湿陷性,因为各种粘土矿物的亲水性不同。

如高岭石和水云母等能促使黄土湿陷的发生与发展,而蒙脱石、绿高岭石和水云母等具有特殊的膨胀性,可以阻止湿陷过程的发展。

黄土粉细砂粒部分(0.1一0.05~),其矿物同水不起作用,不影响湿陷过程。

在粗粒造岩矿物中,石英、长石和碳酸盐含量较大,对湿陷性无重大影响,而细散粘粒对湿陷过程起重大积极作用,因其具有大的比表面积,会使黄土膨胀、收缩或湿陷,具有不同的力学性质,如压缩、强度等。

粉粒在黄土颗粒组成中占绝对优势,而粒径为0.05~0.01~粗粉粒含量最大,一般在50%~60%范围,其浸水活动性也最强。

因此有人认为粉粒含量>70%者为重粉质黄土,50%一70%者为中粉质黄土,<50%者为轻粉质黄土。

随着浸水,其团粒破坏特征亦不同,所表现的湿陷性亦不同。

主要成分:黄土中轻矿物含量占矿物总含量的90%一%%,主要由石英、长石和云母等组成;黄土中的重矿物含量较少,含量在4%~10%之间;黄土的物理力学性质主要由粘土矿物(伊犁石)的多少来决定。

而一般土中的粘土与粗矿物成分所占的比例并无规律,或大或小。

黄土的工程特性本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March湿陷性黄土地基处理方法及其在工程中的应用王飞阳（华南理工大学土木与交通学院，广东省广州市510000 ）摘要：许多常用的地基处理的方法用于湿陷性黄土的地基处理。

基于对湿陷性黄土不同地基处理方法以及工程案例的分析，对多种复合地基进行了探究。

目前，多种复合地基应用于湿陷性黄土地基处理中区。

这里，主要探究了处理大厚湿陷性黄土复合地基处理方法，分别为预浸水法和强夯法复合地基、DDC法（孔内深层强夯工法）和增湿法复合地基。

最后得出结：预浸水法施工工期长、对周围环境扰动大；DDC法具有工期短、对周围环境扰动小，能有效消除湿陷性。

关键词：湿陷性黄土；复合地基；DDC法；增湿法；预浸水法中图分类号：TU444 文献标识码：B1 引言黄土作为一种多孔隙、弱胶结的第四纪沉积物。

而黄土的湿陷性主要是有黄土所具有的架空孔隙（主要为中孔隙）结构决定的，黄土的微观结构决定着黄土的渗透性和各种工程地质性质。

其失效形式主要有黄土地基湿陷、液化和震陷，黄土边坡的崩塌、坍塌、滑坡、坡面冲刷等。

2 湿陷性黄土一般性质综述颗粒成分黄土在我国分布面积相当的广泛，一般颜色以黄色、褐黄色为主，有时呈灰黄、黄褐、棕黄色。

颗粒组成以粉粒为主，含量5272%，粒径大于的较少。

我国的黄土粒度成分自西北向东南，细粘土颗粒逐渐增多，较粗颗粒逐渐减少，黄土的不均匀系数 Cu的平均值在 612 之间。

颗粒特征结构基本单元一般由原始矿物颗粒和集合体组成，集合体包括一般的集粒和凝块两种：集粒包括带棱角或磨圆的粗颗粒、粘粒、微细碳酸盐胶结而成的集粒；凝块是由于集粒的碳酸钙被淋湿，集粒变软而成。

3 黄土的湿陷机理湿陷性黄土的结构性从力学性质来考虑, 湿陷性黄土的特性突出地表现在它的结构性、欠压密性和湿陷性三个方面。

浅谈太原东山地区湿陷性黄土结构及性质发布时间：2021-09-11T01:32:14.660Z 来源：《基层建设》2021年第17期作者：柳霞[导读]太原市兴华岩土工程勘察质量检测有限公司山西太原 030000关键词：湿陷性黄土；湿陷性黄土结构；压缩性 1.湿陷性黄土概述黄土在一定压力下受水浸湿，土的结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的黄土称为湿陷性黄土。

在一定压力下受水浸湿，无显著下沉的黄土称为非湿陷性黄土。

从宏观来讲，并不是所有的黄土都具有湿陷性。

山西省地处黄土高原，黄土分布极为广泛。

黄土与第三纪三趾马红土、保德红土、静乐红土共同组成了一个较厚的堆积覆盖层。

黄土在吕梁山以西呈厚层连续分布，以东呈连续分布状态。

太原属新生代强烈构造活动形成的断陷盆地，其面积较大，大河、大沟较多，洪积特征显著，组成物为黄土状土。

太原市黄土主要分布在建设北路以东东山地区以及尖草坪区，2调查东山地区湿陷性黄土的结构特征和分布为了对太原市东山地区湿陷性黄土的结构和分布范围有更进一步的了解，为以后做参考，本次对太原东山一带地区的黄土进行浅谈，从黄陵到尖草坪区一带的黄土主要以新生界的黄土为主，属于第四系全新统和更新统的马兰组和离石组，新近系上新统的保德组。

经过统计研究和资料的查阅，全新统黄土0-10m主要以浅灰黄色、浅灰色砂质黏土，广泛分布于大沟谷底及河谷阶地，更新统马兰组0-20m主要以浅灰黄色砂质黏土、粉砂土、含钙质结核，局部含砾砂层，具垂直节理。

广泛分布于山前黄土中台塬和起伏黄土平原上，在山区分布在山梁上，构成黄土梁、垣地貌。

上新统的保德组，土层主要以深红色、浅棕红色为主，底部常见一层不稳定的中粗砂层，或砾石层，主要分布在山庄头—牛驼村—西岭村—窑头村一线西北部。

走访东山几个村子黄土地区调查、查阅资料发现，某1村的局部地段形成人工斜坡，黄土节理发育，土层破碎，土块松动，破坏了黄土本身的结构性，黄土的隔水性、饱水特征，在雨季尤为突出。

黄土、黄土力学与黄土工程问题谢定义（西安理工大学）半个世纪来对黄土、黄土力学与黄土工程的研究使得人们的认识逐渐向黄土客观真实的规律相靠近，增强了人们用黄土力学的理论、观点和方法解决复杂黄土工程问题的思考面、可靠度和主动性。

但是在它基础上的进一步深化仍然是一个非常具有现实意义的问题。

下面仅就笔者接触到的一些主要材料，分别就黄土地质，黄土力学，黄土地基，黄土边坡和黄土洞室等几个方面的有关问题简要地考察一下半个世纪以来研究工作的一些基本结论。

1. 黄土地质（1）我国的黄土具有覆盖广（平原，丘陵，高原，山地），厚度大（低阶地5-10m，高阶地20，50-180，200m，兰州西津村400m），大面积连续（乌梢岭以东，太行山以西，长城以南，秦岭以北的黄河中游地区， 28万km2 ）和性质特殊（对水的特殊敏感性）等特点。

（2）从地质特征看，干旱、半干旱地区（北纬33°～47°）黄土以粉粒为主，欠压密、高孔隙、富含可溶性盐（加固凝聚力）以及垂直节理发育等特征。

（3）黄土的成因有风成因，水成因和多成因等不同的学说。

有一般认为，典型的、或原生的黄土主要是风成黄土；黄土状土或次生黄土多为其他成因的黄土（如冲积，洪积，坡积，湖泊沉积，冰水沉积，洪积－坡积，洪积－冲积，残积－坡积，冲积－坡积等）或是经过其它营力改造过的风成黄土。

（4）黄土在地貌上有高原类的塬（古地形平坦开阔处）、梁（长条形，长几公里到几十公里，顶宽几十米到几百米）、峁（园、椭圆形、丘陵）和河谷类的多级堆积阶地（宽广处）和基床阶地（狭窄处）。

（5）在中国黄土高原区，黄土对水的敏感性有由西北向东南逐渐减弱的趋势。

顺着这个方向，黄土的含水量由小到大，天然容重由低到高，粘粒含量由少到多，湿陷起始压力由小到大，黄土层厚度由厚到薄。

（6）对中国黄土按其基本特征可划分为陇西地区，陇东-陕北-晋西地区，关中地区，山西地区（汾河流域区，晋东南区），河南地区，冀鲁地区（河北区，山东区），北部边缘地区（宁陕区，河西走走廊区，内蒙中部-辽西区）及新疆地区等八个大区。

湿陷性黄土地基复习题——2014一、名词解释：1.湿陷性黄土；２．土的干重度与孔隙比：３. 湿陷系数：４. 湿陷起始压力：５．地基承载力特征值fak：6.液限wL与塑限wp：7．塑性指数Ip与粒间孔隙：8. 面胶结与黄土的结构性：9. 前期固结压力：10. 地基湿陷等级：11. 自重湿陷性黄土：12．土的压缩性与固结：13．原始粘聚力与固化粘聚力：14．自重湿陷系数：15．黄土振陷：16. 非自重湿陷性黄土：二、简答题：1. 简答湿陷性黄土地基的工程研究意义有哪些主要内容？2..简答湿陷性黄土场地中，采用桩基础的桩端持力层选择都应符合哪些规定？P111~1123.简答湿陷性黄土产生沉陷的机理是什么？P38(第二段)4.简答在湿陷性黄土场地中，进行工程地质测绘都要考虑哪些主要内容？5.简答黄土的湿陷机理都有哪些主要内容？6.简答湿陷性黄土场地的详细勘察阶段应进行哪些主要工作？7.简答在湿陷性黄土场地中，减小桩侧负摩阻力的措施主要有哪些内容？8.简答处理湿陷性黄土地基的主要工程措施有哪些？9.简答影响黄土自重湿陷的主要因素有哪些？10. 简答我国黄土湿陷性的总格局是什么？11.简答在湿陷性黄土上平整场地时，应注意哪几个最主要的问题？12. 简答黄土应具备哪些主要特征？13.简答减小桩侧负摩阻力的措施都有哪些主要内容？三、论述题：1. 论述湿陷性黄土在中国大陆的分布？ P11(第2~4段)2. 论述黄土地区的场址选择应遵循哪些原则和要求？ P94(第1段)3. 论述在湿陷性黄土场地上进行防排水设计时应考虑哪些主要因素？ P100(第2段)4. 论述湿陷性黄土场地在何种情况下采用桩基础？其较常用的桩基础有哪几种P111(第4段)5. 论述湿陷性黄土地基的变形特征方面都有哪些主要内容？ P115（第2段）6. 论述在湿陷性黄土场地上进行建筑设计上都要考虑哪些主要内容？ P97 ~P997.论述在湿陷性黄土场地上进行结构设计上都要考虑哪些主要内容？ P99~P1008.论述湿陷性黄土场地的湿陷类型和黄土地基的湿陷性评价都主要有哪些内容？ P659.论述湿陷性黄土场地的总平面设计都应符合哪些主要技术要求？ P9510.论述湿陷性黄土地基处理应考虑的因素与处理方法都有哪些主要内容？P106四、填空题（每小空1分，共20分）:１.在我国也有63万余km2，其中原生黄土的分布面积约有38.1万km2，主要分布在我国的黄河流域。

黄土地区路基1.黄土地区路基工程的特点黄土是指第四世纪以来在干旱和半干旱地区沉积的，以粉粒为主，富含钙质的粘性土，呈棕黄色、灰黄或黄褐色。

黄土覆盖世界大陆面积的12%左右，分布于温带沙漠外缘的半干旱地区、中纬度森林、荒漠草原地带，呈现断续分布。

中国黄土的分布面积，比世界上任何一个国家都大，而且黄土地形在中国发育得最为完善，规模也最为宏大。

中国西北的黄土高原是世界上规模最大的黄土高原；华北的黄土平原也是世界上规模最大的黄土平原。

中国黄土总面积达63．1万平方公里，占全国土地面积的6%。

黄土的工程特性：①、黄土的孔隙比一般为0.7~1.1，具有肉眼可见的大孔隙，并具有垂直节理，可保持天然垂直边坡；②、黄土的颗粒组成以粉粒为主，质地均匀，不含大于0.25mm颗粒；③、黄土含有10%~30%的碳酸钙，有的黄土中含有大量钙质结核；④、黄土天然含水率低，干燥时比较坚固，遇水容易崩解，剥蚀。

⑤、有些黄土具有湿陷性，受水浸湿后易溶盐的溶解破坏了土粒间的胶结作用，黏聚力减弱，在自重或外荷载作用下产生湿陷性沉陷。

⑥、黄土土质依据土的塑性指标进行分类。

当塑性指数不大于10时，应定为砂质黄土；当塑性指数大于10时，应定为黏性黄土。

黄土的时代及其工程性质由于黄土特有的性质和黄土类型复杂，黄土地区的路基工程具有以下特点：（1）黄土地貌有真独特的形态、形成所谓塬、梁、岇的地貌景观。

由于冲沟发育。

黄土地区山高谷深。

因此，黄土地区路基多高填深挖，工程数量浩大。

（2）黄土路堑边坡容易产生变形。

常见的变形有剥落、冲蚀、溜坍和崩塌，所以恰当的根据工点黄土类型和特性选择路堑边坡形式及边坡坡度是防止发生上述变形关键。

（3）黄土高路堤容易产生下沉，这一方面是由于黄土湿陷性造成的，另一方面也是由于黄土天然含水量小，难以达到要求的压实密度的缘故。

（4）黄土路堤边坡在雨水作用下容易产生冲蚀。

（5）由于黄土具有垂直节理、多孔隙及丰富的易溶盐，使黄土产生陷穴。

各类土的工程质特性第一节一般土的工程地质特征巨粒土和含巨粒土一般土按粒度粗粒土：砾类土粒间无连结或有微弱水连结-无粘性土砂类土细粒土---含较较多粘粒，有结合水，具粘性---- 粘性土。

一、砾类土砾类土：砾粒组60㎜≥d>2㎜质量多于总质量50%者组成：岩屑、石英、长石等原生矿物特点：1）颗粒大，呈单粒结构2）常具有孔隙大、透水性强、压缩性低、，内磨擦角大、抗剪强度高3）可作为混凝土的粗骨料和辅路材料二、砂类土砂类土：砾粒组质量小于或等于总质量50%的粗粒土。

组成：石英、长石及云母等原生矿物。

特点：1）单粒结构2）透水性强、压缩性低、强度较高3）粗中砂土可作为混凝土骨料，细砂土粉砂土不可。

三、细粒土细粒土：细粒组（d≤0。

075㎜）质量多于或等于总质量50%的土。

组成：含一定数量亲水性较强的粘土矿物。

特点：具团聚结构，孔隙细小而多，压缩量大，抗剪强度取决于内聚力（c），ф较小。

第二节几种特殊土的工程地质特征特殊土是指某些具有特殊物质成分与结构，而且工程地质性质也比较特殊的土。

一、淤泥类土淤泥类土指在静水或水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用的条件下形成的含较多有机质，疏松较弱（e>1,W>W L）的细粒土：e>1.5的称淤泥。

1.5>e>1。

为淤泥质土。

（一）淤泥类土的成因及分布1、沿海沉积的淤泥类土2、内陆和山间湖盆地以山前谷地沉积的淤泥类土。

（二）淤泥类土地的成分及结构特征长石、石英、白云母及大量蒙脱、伊利石等粘土矿物，含少量水溶盐，有机质含量较高。

具蜂窝状，絮状结构，疏松多孔、具有薄层构造。

(三)、淤泥土地工程地质性质的基本特点.1) 高e,高W，W>W L2) 透水性极弱,渗透系数一般为I*10-6----I*10-8cm/s3) 高压缩性:a1-2=0.7—1.5Mpa-1，且随含水率增大而增大4) 抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固体条件有关淤泥类土的成分和结构是决定其工程地质性质的根本原素。