试论我国黄土的工程地质性质及其常见的工程地质问题

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浅谈黄土隧道常见的工程地质灾害及其防治措施

浅谈黄土隧道常见的工程地质灾害及其防治措施

浅谈黄土隧道常见的工程地质灾害及其防治措施摘要黄土是西安地区所特有的土体,其表现出的特殊工程特性,对工程结构物危害大,特别是在黄土隧道修建过程中,塌方和湿陷是两种最常见的地质灾害。

黄土地层中的水对隧道的影响举足轻重,围岩中水的作用是黄土隧道设计、施工时的重点研究内容和关注对象。

因此,加强防排水以及及时合理衬砌是黄土隧道施工过程中预防地质灾害的有效措施。

关键字黄土隧道;湿陷;塌方;灾害防治1 黄土的工程特性对隧道工程的影响1.1 黄土的湿陷性湿陷黄土【1】在自重压力或外力荷载压力不变时,受水浸湿后结构迅速破坏,产生急骤显著附加下沉,从而引起地面的变形和建筑物破坏;湿陷性由湿陷系数、自重湿陷量、总湿陷量等指标【2】表征,宏观表现为浸水后沉降量显著增大。

我国湿陷性黄土的分布面积约占全国黄土分布面积的60%左右,大部分分布在黄河中游地区的关中、陕北、宁夏、豫西、陇东及陇中的黄土高原地区,面积达27万km2。

黄土的疏松多孔结构,尤其是结构性孔隙是黄土湿陷性的必要条件;黄土中的不抗水粒间胶结是黄土湿陷性的充分条件;遇水浸泡后黄土胶结削弱强度降低,并且其削弱程度随水量的大小成比例变化,极易产生湿陷、呈饱和流塑状态,从而减弱甚至丧失承载和自稳能力。

这是黄土湿陷性的本质。

1.2 黄土的击实性黄土击实性是指黄土在一定外力冲击作用下密度、含水量、强度等物理力学性质随冲击强度而变化的特性。

一般冲击强度大时密度增大、含水量降低、强度提高。

改变击实功,最优含水量和最大干密度也发生变化,击实功大能客服更大的摩擦阻力,所以最大干容重增大而最优含水量降低。

黄土的孔隙率在50%左右,按照孔隙的大小、形状、数量以及连通性等方面,黄土中的孔隙被分为微孔隙、小孔隙、中孔隙和大孔隙【3】。

其中,微孔隙形成于胶结物中,杂乱分布,连通性差,透水性弱,主要是胶结物孔隙;小孔隙均为粒间孔隙,小孔隙由骨架颗粒相互穿插,紧密排列组成,又称为镶嵌孔隙,含少量胶结物孔隙;小孔隙和微孔隙在黄土沉积时形成,由骨架颗粒群形成的架空孔隙,数量较多,对骨架颗粒的稳定起着主要作用;中孔隙由骨架颗粒相互支架构成,数量多,为颗粒的变位提供了空间,连通性好,透水性强,是黄土产生震陷的主要原因,又称为支架孔隙;而大孔隙主要在黄土沉积后成岩过程中由生物作用形成,呈管状或不规则状,数量少,主要是黄土中次生的根洞、虫孔、鼠穴、节理【4】和裂隙以及溶蚀孔洞。

黄土筑坝填方工程地质问题及处理措施分析

黄土筑坝填方工程地质问题及处理措施分析

文章编号:1006—2610(2024)01—0027—06黄土筑坝填方工程地质问题及处理措施分析李征征1,高晓雯2,王 璋1,李同录3,4(1.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,西安 710065;2.信电综合勘察设计研究院有限公司,西安 710054;3.长安大学,西安 710054;4.黄土高原水循环与地质环境教育部野外科学观测研究站,甘肃正宁 745300)摘 要:针对黄土地区的填方工程地质问题,以陕西铜川老虎沟填方工程为依托,通过地质调查与测绘、地质勘探、原位测试及室内试验等勘察手段,对工程存在的工程地质问题进行了分析研究。

结果表明:老虎沟填方工程存在不良地质作用、不稳定高边坡、地下水疏排及填方地基变形等工程地质问题,应对挖方区高边坡进行1∶0.5~1∶0.75的放坡,反压坡脚,并预留平台及马道;对填方区土料进行强夯、碾压,消除其湿陷性,建议设计最大干密度值为1.73g /cm 3,最优含水率值为17.3%,压实系数为0.95~0.97;挡土坝坝基建议挖除不良土层,挡土坝坝坡采取加筋土筑坡,坡度宜为45°,坡面需做好防冲刷防护措施;排水沟底宜选用粘性较小的黄土回填,地表采用粘性较大的红粘土回填,并在地表设置完善的排水系统;工后应结合土水监测方案,实时监测填方区内土水变化。

该研究成果可为黄土地区类似填方工程建设提供参考。

关键词:工程地质问题;黄土;填方;处理措施;监测措施中图分类号:TU476 文献标志码:A DOI :10.3969/j.issn.1006-2610.2024.01.005Analysis of Engineering Geological Problems and Treatment Measures of the Loess Dam Filling ProjectLI Zhengzheng 1,GAO Xiaowen 2,WANG Zhang 1,LI Tonglu 3,4(1.PowerChina Northwest Engineering Corporation Limited ,Xi'an 710065,China ;2.China DK ComprehensiveInvestigate and Design Research Institute Co.,Ltd.,Xi'an 710054,China ;3.Chang'an University ,Xi'an 710054,China ;4.MOE Scientific Observation and Research Station for Water Circulation and Geology of the Loess Plateau ,Zhengning 745300,China )Abstract :In view of the geological problems of filling projects in loess areas ,based on the Laohugou filling project in Tongchuan ,Shaanxi ,through geological survey and mapping ,geological exploration ,in-situ testing and indoor testing ,analysis and study on the engineering geo⁃logical problems existing in the project are carried out.The results show that the Laohugou filling project has engineering geological problems such as adverse geological effects ,unstable high slopes ,groundwater drainage ,and fill foundation deformation.The high slopes in the exca⁃vation area should be treated with 1∶0.5~1∶0.75slope ,back pressure slope foot ,and reserve platforms and berms ;compact and roll the soil materials in the fill area to eliminate their collapsibility.It is recommended that the maximum dry density value in the design is 1.73g/cm 3,and the optimal moisture content is 17.3%,and the compaction coefficient is 0.95~0.97.It is recommended to excavate the undesirable soil layer at the foundation of the retaining dam ,and use reinforced soil to build the slope of the retaining dam.The slope gradi⁃ent should be 45°,and the slope needs to be protected against erosion.The bottom of the drainage ditch should be backfilled with less vis⁃cous loess ,and the surface should be backfilled with more viscous red clay ,and a complete drainage system should be provided on the sur⁃face.After the construction ,combined with the soil and water monitoring plan ,the soil and water variation in the fill area shall be monitored in real time.The study results can provide reference for the construction of similar filling projects in loess areas.Key words :engineering geological problems ;loess ;filling ;treatment measures ;monitoring measures 收稿日期:2023-06-09 作者简介:李征征(1991-),男,陕西省礼泉市人,工程师,主要从事水电工程地质勘察工作. 基金项目:国家自然科学基金(41790442). 随着经济建设的发展,城市建设用地变得极为紧张,尤其是在中国西北部黄土地区,越来越多的建设工程需要进行筑坝填方造地,由此产生了一系列填方工程地质问题。

黄土地基的类型

黄土地基的类型

黄土地基的类型黄土地基是指地下黄土层作为建筑物或其他设施的基础支撑层。

根据黄土的成因、力学性质和工程性质的不同,可以将黄土地基分为多种类型。

下面将对常见的黄土地基进行详细介绍。

一、黄土地基的类型1. 膨胀性黄土地基:膨胀性黄土地基是指在干燥状态下黄土体积变小,在湿润状态下黄土体积会膨胀的一种地基类型。

这种黄土在干燥时会发生干燥收缩,导致地基的变形和破坏。

在湿润时,黄土会含水膨胀,造成地基沉降和不稳定。

由于膨胀性黄土对建筑物的影响较大,需要采取相应的防治措施。

2. 含砂黄土地基:含砂黄土地基是指含有较高含砂率的黄土地基。

这种地基的力学性质较差,易于塑性流动,容易发生沉降和液化。

建筑物在含砂黄土地基上需要采取相应的加固和加强措施,以增强地基的稳定性和抗震能力。

3. 含卵石黄土地基:含卵石黄土地基是指黄土层中含有较多的卵石和碎石的地基。

这种地基的力学性质较好,稳定性较高,但也存在着一定的问题。

由于卵石和碎石会导致地基的不均匀沉降,对建筑物产生影响。

因此在设计和施工过程中需要考虑卵石和碎石的影响,并采取相应的措施加以解决。

4. 粘性黄土地基:粘性黄土地基是指具有较高粘性的黄土地基。

这种地基在干燥状态下会出现裂缝和收缩,而在湿润状态下会发生液化。

建筑物在这种地基上需要采取相应的加固和加强措施,以保证地基的稳定性和可靠性。

5. 环境敏感性黄土地基:环境敏感性黄土地基是指受环境变化影响较大的黄土地基。

这种地基对气候变化、水分变化等都非常敏感,容易受到湿度、温度等因素的影响而发生收缩、膨胀等变形。

因此在建筑物的设计和施工过程中需要考虑到环境因素的影响,并采取相应的措施进行防护和加固。

二、黄土地基的处理措施针对不同类型的黄土地基,可以采取以下处理措施来增强地基的稳定性和抗震能力:1. 地基加固:通过在黄土地基中注入水泥浆等材料,使其与黄土发生化学反应,形成一种坚固的胶结体,从而提高地基的稳定性。

2. 地基加固:在地基上施加荷载,通过荷载的作用使黄土变得更加坚实和稳定,提高地基的承载能力。

黄土地质勘察分析

黄土地质勘察分析

黄土地质勘察分析黄土是一种常见的地质土壤类型,广泛分布于世界各地,尤其在中国西北地区更为普遍。

黄土具有独特的特点和重要的地质勘察价值,对于黄土地质勘察分析的研究对于深入了解和利用黄土资源具有重要意义。

黄土是一种风化作用下形成的黄色或棕黄色的土壤。

它主要由石英、长石、云母和其他岩石碎屑组成,其中黏土矿物质体为黄色或棕黄色,使得黄土呈现黄色或棕黄色。

黄土具有很高的坚硬度,粒径较细,并具有较好的可塑性。

根据黄土中黏土含量的不同,黄土可分为粘性黄土、半粘性黄土和砂性黄土。

黄土层状分布,有明显的层理结构,具有良好的水分保持能力,适用于农业生产和水资源的储存。

黄土地质勘察分析是对黄土地质特征、成因、性质、工程性质等方面进行综合研究的过程。

黄土的形成与古地理环境、气候条件、岩石成分等因素密切相关。

黄土的颜色、质地、含水量、黏性和密度等特点与黄土的工程性质密切相关。

黄土地质勘察分析的目的是为了了解黄土的性质和特点,为工程建设提供科学依据。

黄土地质勘察分析应对黄土进行野外考察。

野外考察是黄土地质勘察分析的基础,通过观察和取样分析,了解黄土的颜色、质地、黏性、湿度等特性,并收集黄土的物理力学性质、化学成分、水分含量等数据。

野外考察要全面、细致,采取代表性取样方法,确保采样数据的准确性和可靠性。

黄土地质勘察分析要进行室内试验。

室内试验是对野外采集的黄土样品进行实验室测试的过程。

室内试验包括物理试验、化学试验、水分试验等,目的是进一步了解黄土的物理特性、化学成分和水分特性。

物理试验主要包括黄土的颗粒分析、密度试验、湿度试验等,从而了解黄土的颗粒大小分布、堆积密度以及孔隙率等特性。

化学试验可以分析黄土中的主要化学元素和化学物质的含量,为研究黄土的成因提供依据。

水分试验可以研究黄土的吸水性、含水量、饱和度等特性,为工程建设提供水分控制的依据。

黄土地质勘察分析要进行数据分析和综合评价。

通过对野外考察和室内试验数据的整理和分析,可以得出黄土的工程性质和适用范围。

黄土地区常见工程地质问题的浅析及对策事项

黄土地区常见工程地质问题的浅析及对策事项
孔隙比 ( e )
液限 ( w L ) 塑限 ( wP )
1 . 0 1 2
2 8 . 8 l 8 . 7
0 . 5 6 9
1 9 . 9 l 3 . 8
0 . 7 8 9
2 7 . 0 1 7 . 1
0 . 1 2 4
1 . 6 3 7 0 . 9 5 9
黄土地 区常见工程地质 问题 的浅析及对策事项 了河谷阶地的上部。其 中常有砂类土 ,厚度一般在 l O e左右 , r 是沿线分布最广的地层 。 1 . 2环 境及 成 因 黄土是一种棕黄色或淡黄色 的土。它主要分布在亚洲 、欧洲及南北美洲。黄土在我国分布相当广泛、 厚度大 ,面积达 6 3 . 2 5 k n i 。其中湿陷性黄土占四分之三 … 。关于其堆积环境及成 因,中国科学 院院士刘 东先生的 “ 新风成说 ”在 国际上得到广泛 的接受 。他把风成作用从黄土高原顶部约 7万年黄土拓展到整 个黄土序列约 2 5 0 万年。“ 新风成说 ”对物源、搬用 、搬用时候 的风力情况 、沉积环境面貌及沉积后 的变 化这个全过程进行了阐述 。该学术认为沉积的过程与我们看到的沙尘暴一样 , 是逐渐地从沙漠里面搬运 出来 的 ,在 黄土 高原 慢慢 沉 积 表1 黏质黄土 ( Q 。 ) 物理力学特征参数统计表 起来的 , 也就是说 ,黄土是几 、 、 \ 统计项 目 最大值 最小值 平均值 标准差 变异 样本 修正 标准 试 验项 目、 、\ ma x mi n f m f 系数 6 ( %) 个 数 系数 值 百 万 年 来 一 次 又 一 次 的 沙 尘 含 水量 ( w ) 2 5 . 6 1 0 . 7 l 8 . 9 3 . 9 0 2 0 . 2 0 6 2 1 6 2 1 . 0 0 8 l 9 . 0 暴的叠加。而沉积过程也是记 土粒 比重 ( Gs ) 2 . 7 2 2 . 6 9 2 . 7 0 0 . 0 0 6 0 . 0 0 2 2 1 4 8 1 . 0 0 0 2 . 7 0 录了环境的变化信息的过程。 湿 密度 ( p ) 2 . O 5 1 _ 8 2 1 . 8 9 0 . 1 1 4 0 . 0 6 0 l 9 8 6 0 . 9 9 8 1 . 8 9 次 生 黄 土 是 多 成 因 的 残 干密 度( P d ) 1 . 7 5 1 . 5 6 1 . 6 6 0 . 0 9 2 0 . 0 5 6 l 9 8 6 0 . 9 9 8 1 . 6 6 饱 和度 ( S r ) 9 6 . 2 3 6 . 4 6 8 . 8 1 8 . 0 3 6 0 . 2 6 2 2 0 6 4 1 . 0 1 0 6 9 . 5 积 、坡积 、冲积 、洪 积 、风 积 、 冰川等不同地质作用形成的。 观 察 线 路 主 要 通 过 了 黄 土 台塬 、洪 积扇 及渭 河 阶地 三 个阶地地貌单元 , 通过 了以风

黄土地区常见工程地质问题的浅析及对策事项

黄土地区常见工程地质问题的浅析及对策事项

黄土地区常见工程地质问题的浅析及对策事项黄土地区的地质具有一定复杂性,对于各种工程建设来说并不容易,基于此,本文分析了黄土地区常见的工程地质问题以及相关对策。

标签:黄土地區;工程地质;问题;对策引言:黄土是第四纪以来在干旱及半干旱地区形成的,颜色呈淡黄、褐黄色或黄色,颗粒成分以粉粒为主,富含碳酸钙,大空隙和垂直节理发育的一种特殊土,因其分布范围大,工程性质独特而广受关注。

铁路系统黄土地区既有研究和工程实践成果虽已十分丰富,但近几年随着黄土地区高标准铁路的建设也暴露出了一些新的问题,对这些问题和新的工程处理措施进行梳理,仍具有很强的现实意义。

1、黄土的特征及基本性质1.1、黄土的特征黄土在我国境内的地理分布之上拥有一定的区域性规律。

其沿线黄土主要可以依据自然地理分布条件以及特征将其划分为五种类型:高原地区类型、山前地带类、山前河谷平原地区类高山中山山地类。

通产可以划分为三种:高原地区类:一般都分布在陕西省至华阴之间的黄土台塬区,黄土连续大面积将其覆盖,地层发育较为完整,将第四纪下更新世至近代沉积黄土作为主要,其总体厚度则高于200m。

并且也是沿线黄土分布较厚的地区。

山(塬)之前的地带类:通常都会分布在黄土台塬前塬,而华山、骊山前缘地带。

这个地带的特点表现的狭长的带状分布,地层主要为第四纪上更新世或近代洪积黄土,在黄土会中经常有砂、砾石、碎石等等粗颗粒沉积物,其厚度通常都在10m左右。

河谷平原地区类:一般都分布在渭河平原之中,这是第四系上更新世以及近代冲积的黄土沉积物。

那么就组成了河谷阶地的上部。

在这之中经常会有砂类土,而厚度通常在10m左右,而这则是沿线分布比较大的地层。

1.2、环境及成因黄土是一种棕黄色或淡黄色的土。

它主要分布在亚洲、欧洲以及南北美洲。

而黄土在我国分布比较广泛、其厚度比较大,面积通常会达到63.25km2。

在这之中湿陷性黄土一般会占据到四分之三。

而关于堆积环境以及成因,刘东先生提出的“新风成说”曾在国际之上获得了广泛的接受。

黄土的工程特性

黄土的工程特性

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。

黄土的工程特性

黄土的工程特性

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为5~15m。挤密法是指用沉管、冲击、夯扩、爆破 等方法成孔, 然后用填料, 如素土、灰土必要时用 水泥分层回填夯实的一种地基处理方法。这种方法 施工简便, 是一种效果好较经济的方法。
土薄层。该场地的湿陷性土层下限深度大于 30 m, 湿陷系数δs = 0.003~0.114,自重湿陷系数δzs = 0.003~0.085,自重湿陷量������������������ = 23.10~172.51 cm, 总湿陷量������������ = 52.2~213.8 cm, 为自重湿 陷性黄土场地,湿陷等级一般为IV 级。 根据上述提到的湿陷性黄土地基处理的方法 分析可得: (1) 全部消除基础以下黄土层湿陷性,这对 于湿陷性黄土土层厚度在15 m 以内时容易达到, 其常用方法有垫层法(处理深度1~3 m)、 强夯法(处 理深度3~12 m)、挤密法(处理深度5~15 m)。上 述案例湿陷性黄土厚度达30m,要完全消除黄土层 的湿陷性,显然常用黄土层地基处理方法均不能达 到要求。 (2)黄土浸水后,集粒粘结物的软化、溶解 及颗粒之间连接的软化、破坏, 使之削弱了土颗粒 连接的总强度, 使黄土颗粒分散化, 并在土中剪 应力的作用下, 滑落到土体中的大、中孔隙内, 使 土体结构急速崩溃, 造成湿陷。对此地基可以做预 浸水处理,降低深层黄土孔隙率,使得其消除湿陷 性。预浸水处理要求有足够的工期(整个过程持续 一年左右),足够的水源,且会对周围的建筑产生 较大的影响。在工程允许的情况下,可以做预浸水 处理,预浸水法只能处理6m以下的湿陷性黄土。浅 层湿陷性黄土可以采用垫层法、强夯法等地基处理 方法。 (3)此工程也可以考虑DDC法(孔内深层强夯 法)。由于黄土在干燥的情况下,其强度比较高, 因此为了达到强夯效果,可以采用增湿法。增湿法 要先进性钻孔, 控制水压来达到增湿的效果。 然后, 进行孔内深层强夯法。通过两种复合的方法能有效 的消除黄土的湿陷性,该方法所需工期较短,处理 效果显著。

湿陷性黄土与黄土地区地质灾害

湿陷性黄土与黄土地区地质灾害
粘粒以及土体中所含的各种化学物质如铝、铁物质和一些无定型的盐类等,多集聚在较大颗粒的接触点起胶结和半胶结作用,作为黄土骨架的砂粒和粗粉粒,在天然状态下,由于上述胶结物的凝聚结晶作用被牢固的粘结着,故使湿陷性黄土具有较高的强度,而遇水时,水对各种胶结物的软化作用,土的强度突然下降便产生湿陷。
可塑性
土的塑性指标显示了与粒度组成相似的区域性规律及差异。液限是决定黄土力学性质的一个重要指标,当液限在30%以上时黄土的湿陷性较弱,且多为自重湿陷性。液限小于30%时,湿陷性较强烈。关中地区自重湿陷性黄土,液限很少有超过30%的。
灌溉管道的渗漏严重:西安西南郊的沣惠渠为农灌渠道,由于当时未作防渗处理,58-60年连续三年行水,使管道沿线地下水水位上升6-8m,局部低洼地段出现明水。
2黄土滑坡和崩塌
黄土滑坡的分布
就关中地区而言,滑坡主要分布可划分为如下几个带:(1)宝鸡-常兴滑坡带;(2)横岭滑坡区;(3)白鹿塬滑坡带;(4)泾河下游西岸沿渭河滑坡滑塌带;(5)秦岭北坡滑坡、滑塌、崩塌带。其分布示意图如下:
孔隙比和干重度
孔隙比和干重度是衡量黄土密实程度的重要指标。与黄土的湿陷性有明显的关系。一般情况下干重度下、孔隙比大时,湿陷性强,反之,干重度大、孔隙比小时,湿陷性弱。在黄土形成过程中,由于前期固结压力大土已被压实,干重度超过某一数值时,黄土就失去湿陷性变为非湿陷性。
含水量
湿陷性黄土的天然含水量在3.3%-25.3%变化,其大小与场地的地下水位深度和年降水量有关.大多数情况下,黄土的天然含水量都很低。在塬、梁、峁的黄土上,由于地下水位埋藏较深,含水量通常只有6%-10%;低阶土由于地下水位较高,含水量一般在11%-21%;地下水位以下的饱和黄土含水量达28%-40%。
除了自然因素导致黄土滑坡,人为因素是导致黄土滑坡的重要原因。在关中地区,根据人类触发黄土滑坡的工程-经济活动的性质及作用的地貌部位可将人为黄土滑坡分为三种类型。

黄土地区建设工程的特殊问题研究

黄土地区建设工程的特殊问题研究

黄土地区建设工程的特殊问题研究黄土地区位于我国的西北地区,在中国有着非常重要的地位。

然而,由于其特殊的地质条件以及自然环境的限制,黄土地区的建设工程面临着很多特殊问题。

本文将对黄土地区建设工程的一些典型问题进行探讨。

一、黄土地区的地质条件黄土地区主要指的是位于我国西北地区的陕甘宁黄土高原,这里的黄土是一种特殊的土壤类型。

黄土主要由粘土、粉砂、细沙以及黏结物质组成,其物理化学性质非常复杂,导致其有着特殊的工程性质和行为。

黄土的工程性质主要包括高度压缩性、较强的渗透需水性、易侵蚀性等。

这些特点使得在黄土地区进行建设工程时,需要特别考虑土壤的组成和特性。

二、黄土地区的坍塌问题由于黄土地区土壤的特殊性质,其容易发生坍塌现象。

在建设工程中,土壤的坍塌会导致建筑物的塌方和地基的滑动,给工程安全带来严重的威胁。

因此,黄土地区工程中需要采取一系列的措施来避免土壤的坍塌,如通过加固地基、合理设计地下结构等。

三、黄土地区的水资源问题黄土地区是中国的干旱地区之一,水资源非常有限。

在建设工程中,黄土地区面临着缺水和水资源分配不均的问题。

为了解决这一问题,黄土地区建设工程中需要采取节水措施,如建立雨水收集系统、合理利用地下水资源等。

四、黄土地区的盐碱化问题由于黄土地区的土壤中含有较多的盐碱物质,长期的人为开发和过度使用会导致土壤的盐碱化。

盐碱地会对建设工程产生很大的影响,如建筑材料的腐蚀、土壤的不稳定性等。

因此,在黄土地区进行建设工程时,需要注意对土壤的治理和保护,避免盐碱地对工程产生不利影响。

五、黄土地区的生态环境保护问题黄土地区的生态环境非常脆弱,建设工程往往容易破坏生态平衡。

为了保护黄土地区的生态环境,建设工程必须采取有效的措施,如植被恢复、生态修复等。

同时,对于一些重大工程项目,也需要进行环境影响评估和生态补偿,来减少对黄土地区的影响。

总结起来,黄土地区的建设工程面临着很多特殊问题,诸如地质条件、坍塌问题、水资源、盐碱化和生态环境保护等。

第四纪及地貌学

第四纪及地貌学

一.地貌学及第四纪地质学的研究意义地貌学与第四纪地质学的研究在生产实践上有广泛的应用价值。

1、农业生产方面地形高低、地面坡度和坡向、地面的物质结构等是形成不同农业生产类型的重要因素。

为此结合农业生产编制的地貌图是农业区划的基础图。

2、工程建设方面在进行道路工程,水库坝址选择、河道港口整治、城市规划及厂址选择时,地貌与第四纪地质研究是必要的前期工作。

3、砂矿和油田的普查与勘探砂金、砂锡、钨砂、独居石及金刚石等,是经各种外动力和坡积、冲积、洪积或冰川堆积等作用才富集成矿的。

镍和铝土矿大多分布在古夷平面上的风化壳中;可依据砂矿分布特点来追溯原生矿床。

在油田勘探和开发方面,利用河流、三角洲和湖泊沉积的特征和规律,研究油田沉积的环境,用岩相与古地理方法对比含油层,已作出有效的成绩。

4、水文地质与工程地质地下水的补给、循环和排泄密切受到地貌条件、沉积物的性质和地质构造的控制。

浅层地下水的赋存于河床相的砂砾层中,除了与地貌条件有关外,主要取决第四纪堆积物的性质及其成因类型。

第四纪堆积物的成分和岩相资料,能够提供找寻和评价地下水、工程建筑原料和工程地基的依据。

5、理论意义研究地质学的一个非常重要的现实主义原理是“将今论古”,即用研究现代地质作用和现象的方法去了解地质历史时期的地质过程。

为研究前第四纪的地质历史,第四纪地质学和地貌学的研究,乃是必须的。

二.地貌学成因的戴维斯三要素学说地壳运动、外力作用和时间三要素。

地质结构(岩石与地质构造)营力发育阶段(时间和阶段)“地形是构造、作用和时间的函数”。

岩性不同、地质构造不同、作用营力不同、经受作用的时间长度或发育所处的阶段不同,都会导致地貌形态不同。

反过来说,地貌形态的差别,可从岩性、构造、营力、历史或阶段等方面得到解释,或找出原因。

三要素说的提出,明确了地貌形成的内因是岩石与构造,外因是营力,以及其形成过程需要一定的时间和必然经过不同的阶段。

三.第四纪地质历史的基本特点人类的出现及其物质文明的出现与发展;在短暂的地质时期内发生多次急剧的寒暖气候变化和大规模的冰川作用;十分活跃的地壳运动;广泛堆积陆相沉积物和矿产;急剧和缓慢发生的各种灾害不断改变人类的生存环境;人类活动范围和强度与日俱增。

我国南方泥质沉积岩的工程地质性质及其易引发的工程地质问题和防治措施

我国南方泥质沉积岩的工程地质性质及其易引发的工程地质问题和防治措施

我国南方泥质沉积岩的工程地质性质及其易引发的工程地质问题和防治措施摘要:我国南方泥质沉积岩具抗风化能力低,遇水吸水软化,层理及裂隙发育,层理面、裂隙是岩体的软弱构造面,岩体常软、硬相间层的工程地质性质;易引发基坑崩塌,开挖暴露的建筑地基强度降低,岩石边坡失稳,遂道洞顶坍方,岩质地基易产生不均匀沉降等工程地质问题及其防治措施。

关键词:泥质沉积岩,工程地质性质,工程地质问题,防治措施。

一.我国南方泥质沉积岩概述:泥质沉积岩在我国南方分布广泛,为软质岩,根据泥质沉积岩中泥质(即粒径小于0.005mm的粘土颗粒)含量的多少、沉积岩碎屑物粒度的大小分类有:1.粘土岩:岩石主要由直径小于0.005mm的粘土组成,其次为碎屑物,岩石中泥质含量>50%,主要有泥岩,页岩,砂质泥岩,碳质泥岩,碳质页岩,呈泥状结构,溥层状构造,具极薄的层理或页理,层间结合力差,手摸有滑感,铁质、钙质、碳质胶结,含铁质胶结物的粘土岩呈暗红色、褐红色、赤红色,当粘土岩中含有机质(即碳质、沥青质)时呈黑色,如碳质泥岩、碳质页岩,岩石能污手,较纯的粘土岩呈灰白色或土黄色,粘土岩原生软弱夹层,常夹煤层。

2. 泥质碎屑岩:岩石主要由粒度>0.005mm碎屑物组成,碎屑物含量>50%,碎屑物颗粒间充填物为泥质,根据岩石中碎屑物的形状、粒度的大小及其含量多少分类主要有:泥质粉砂岩、泥质细砂岩、泥质中砂岩、泥质粗砂岩、泥质砾岩、泥质角砾岩,呈碎屑结构,层状构造,岩层常见水平层理、斜层理、交错层理及波状层理,层间结合力较差,胶结物以铁质、钙质、碳质为主,铁质胶结物常作为泥质沉积岩的色素而存在,使岩石呈暗红色、褐红色、赤红色,在我国南方普遍分布,简称“红层”,泥质碎屑岩含碳质时呈黑色。

泥质沉积岩按国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001依据岩石的饱和抗压强度(fr)分类为:极软岩,fr <5MPa,如强~微风化泥岩、页岩、碳质泥岩、碳质页岩,强~中风化泥质粉砂岩、泥质细砂岩、泥质中砂岩,强风化泥质砾岩、泥质角砾岩;软岩,15≥fr >5MPa,如未风化泥岩、页岩,微风化~未风化泥质粉砂岩、泥质细砂岩、泥质中砂岩、泥质粗砂岩,中风化泥质砾岩、泥质角砾岩;较软岩,30≥fr >15MPa,如微风化、未风化泥质砾岩,微风化、未风化泥质角砾岩,未风化泥质粗砂岩;我国南方大多数泥质沉积岩属极软岩、软岩、较软岩。

工程地质 第4章2特殊工程性质

工程地质 第4章2特殊工程性质
29%和8%-26%。 我国从西间东.由北向南黄土颗粒有明显变细的分布规
律。陇西和陕北地区黄土的砂粒含量大于粘粒,而豫西地区 粘粒含量大于砂粒。
粘土颗粒含量大于20%的黄土,湿陷性明显减小或无湿 陷性。因此,陇西和陕北黄土的湿陷性通常大于豫西黄土, 这是由于均匀分布在黄土骨架中的粘土颗粒起胶结作用,湿 陷性减小
膨胀土的防治措施
1.地基的防治措施
(1)防水保湿措施 防上地表水下渗和土中水分蒸发,保持地基土湿度稳定
,控制胀缩变形。在建筑物周围设置散水坡,设水平和垂直 隔水层;加强上下水管道防漏措施及热力管道隔热措施;建 筑物周围合理绿化,防止植物根系吸水造成地基土不均匀收 缩;选择合理的施工方法,基坑不宜暴晒或浸泡,应及时处 理夯实
三 、软土
软土是天然含水量大、压缩性高、承载力和抗剪强度很低的 呈软塑——流塑状态的粘性土。 软土是一类土的总称,还可以将它细分为软粘性土、淤泥质 土、淤泥、泥炭质土和泥炭等
我国软土成因类型主要有: ①沿海沉积型(滨海相、泻湖相、溺谷相、三角洲相); ②内陆湖盆沉积型; ③河滩沉积型; ④沼泽沉积型
二 、膨胀土
膨胀土是一种富含亲水性粘土矿物,并且随含水量增减,体 积发生显著胀缩变形的高塑性粘土。其粘土矿物主要是蒙脱 石和伊利石,二者吸水后强烈膨胀,失水后收缩,长期反复 多次胀缩,强度衰减,可能导致工程建筑物开裂、下沉、失 稳破坏。膨胀土全世界分布广泛,我国是世界上膨张土分布 广、面积大的国家之一,20多个省市自治区都有分布。我国 亚热带气候区的广西、云南等地的膨胀土,与其他地区相比 ,胀缩性强烈。形成时代自第三纪的上新世(N2)开始到上 更新世(Q3),多为上更新统地层。成因有洪积、冲积、湖 积、坡积、残积等
软土的工程性质

黄土地区铁路的主要工程地质问题及对策

黄土地区铁路的主要工程地质问题及对策
和工 程设 置方 案 。
1 5 黄 土泥 流 .
黄 土地 区水 土流 失严 重 , 一些 崖 边 变 形 严 重 的 冲
沟在强降雨的作用下易形成 泥流 , 对其上 的建筑物造
成威 协 , 因而 在通 过 黄 土 冲沟 , 置 桥 、 工 程 时应 加 设 涵
以重视 , 留足 净空 。
黄 土 山区应充 分利 用 区 内相 对较 大宽 阔沟谷 和 山
间谷 地 以路桥 方式 布 线 , 量 减少 通 过 黄 土 山区 斜坡 尽
16 黄 土 陷 穴 .
黄 土塬 、 阶地边 缘及 较大 黄土 冲沟 内 , 土 陷穴 高 黄 较 发育 , 面冲沟 内黄 土 陷穴多 呈 串珠状分 布 , 坡 其下 多 贯通 。黄土 陷穴是 黄 土湿 陷性和 地表 水下 渗 的共 同作 用 的产 物 , 斜坡 地带 工程 的设 置影 响很大 , 须查 明 对 必
创新 管理模式 , 发挥高校科研优势 : 刘静沂
丛 。 :894
确立 教 师 的主导 地 位 ,以人 为 本 , 过 卓 有 成 效 的管 通
理活 动来 激发 和 调动 教 师 从 事 科 研 的 主动 性 、 积极 性
土 或土灰 挤 密桩 法 具 有 原位 处 理 、 土制 土 和 处 以
水、 含水量大和地下水发育地段 , 以降低地基处理的难
度和 费用 。
黄土 塬 、 、 及 低 山丘 陵 区地 形 破碎 , 梁 峁 深切 黄 土 冲沟 发育 , 塬边 及 冲沟 两 岸 既有 斜 坡 变 形 和 工程 隐患
1 1 湿 陷性 黄 土 .
湿陷性黄土主要指新黄 土和新近堆积黄土 , 中更 新统 的老黄 土上 部 也具 有 一 定 的湿 陷 性 , 这 一 部 分 对

常见工程地质问题及其处理方法

常见工程地质问题及其处理方法
岩性条件
1.岩浆岩、厚层坚硬的沉积岩及变质岩,围岩稳定性好,适于修建大型地下工程;
2.凝灰岩、黏土岩、页岩、胶结不好的砂砾岩、千枚岩及某些片岩,稳定性差,不宜建大型地下工程;
3.松散及破碎岩石稳定性极差,选址应尽量避开
地质构造
褶皱的影响
在布置地下工程时,原则上应避开褶皱核部。若必须修建时,可以将地下工程放在褶皱的两侧
风化破碎岩层
1.地下工程开挖后,要及时采用支撑、支护和衬砌;
2.支撑由柱体、钢管排架发展为钢筋或型钢拱架,拱架的结构和间距根据围岩破碎的程度决定;
3.支护多釆用喷混凝土、挂网喷混凝土、随机锚杆和系统锚杆。衬砌多用混凝土和钢筋混凝土,也有釆用钢板衬砌的
4.裂隙发育岩层:承载力和抗渗不满足的可采用灌浆加固,影响边坡的釆用锚杆加固
动水压力产生流砂和潜蚀
轻微流沙
细小的土颗粒会随着地下水渗漏穿过缝隙而流入基坑
中等流沙
基坑底部出现粉细砂堆及细小土粒缓慢流动的渗水沟纹
严重流沙
流沙冒出速度增加,甚至像开水初沸翻泡
机械潜蚀
地下水渗流产生的动水压力小于土颗粒的有效重度,即渗流水力坡度小于临界水力坡度
化学潜蚀
形成洞穴的作用
流沙处理
人工降低地下水位和打板桩等,特殊情况下也可采取化学加固法、爆炸法及加重法等。在基槽开挖的过程中局部地段突然出现严重流沙可立即抛入大块石等阻止流沙。
潜蚀处理
采用堵截地表水流入土层、阻止地下水在土层中流动、设置反滤层、改良土的性质、减小地下水流速及水力坡度等措施
地下水的浮托作用
1.基础位于粉土、砂土、碎石土和节理裂隙发育的岩石地基上,则按地下水位100%计算浮托力;
2.基础位于节理裂隙不发育的岩石地基上,则按地下水位50%计算浮托力;

黄土隧道施工中常见问题浅析

黄土隧道施工中常见问题浅析

40科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 工 程 技 术1 黄土的地质特点分析从黄土的成因来看,其属于半干旱气候条件下第四系堆积而成的大陆沉积物,具有大孔隙、和垂直节理,其具有的地质特点有以下几个:(1)从物理性质上来看,黄土成分中有60%是0.005mm~0.05mm的粉土;20%是小于0.005mm的黏土颗粒。

超过0.25mm的颗粒只占到很小的比例。

相关研究的统计资料显示:黏土颗粒所占的比例越大,黄土湿陷越弱。

(2)隧道施工中,黄土的渗透性是重要的地质要素,实践经验表明,黄土的渗透性直接影响了地基的湿陷变形和黄土隧道的地下水渗漏等等问题,通常其大小用单位水力梯度下的渗流速度来表示,与组成黄土的颗粒及结构特征关系尤为密切。

(3)黄土的节理和构造特征主要指黄土中发育在成岩过程中因水分运移引起的一系列物理、化学作用结果形成的原生垂直节理,由区域构造应力场作用形成的构造节理,以及黄土沟谷、路堑等两侧分布的张性卸荷次生节理等。

2 隧道施工在进洞前的注意点分析隧道施工进洞前的施工直接关系到暗洞开挖和洞内施工的安全性,因此有几个地方应值得注意:(1)应综合分析实际的地形地貌,施工注意与实际相融合,仰坡应尽量少动,尤其洞口两翼的山体一定不能挖除。

(2)为了防止地表水下渗对后续工程造成影响导致过量下沉,治水在进洞之前一定要做好地表的防水、排水、截水和堵水工作。

(3)在施工中,应考虑到黄土隧道地质结构稳定性差这一因素,在实施开挖之后对围岩破坏比较大,在进洞前应对这个问题进行综合的考虑,采用必要的措施将隧道开挖的不利影响尽可能地控制在最小的限度内,实践证明,采用管棚法在防止围岩松弛上是最有效的方法。

(4)工程实践中,刷坡完毕要进行导向墙试作之前,必须认真查勘导向墙基础的牢固程度是否符合要求,对于不符合要求的,必须进行必要的地基加固处理。

黄土工程地质所有内容

黄土工程地质所有内容

黄土是地球上分布十分广泛且性质十分特殊的一种沉积物。

•《禹贡》(3000年前)有黄壤记载•莱伊尔1834年提出loess一词•奥布鲁切夫把风尘直接堆积起来的叫黄土或原生黄土、真正的黄土或纯粹的黄土,把风尘经流水再搬运而新沉积的叫次生黄土、再积黄土、黄土状土或黄土状岩石•刘东生:以风力搬运堆积未经过次生扰动的、无层理的、黄色粉质、高含碳酸盐并具有大孔隙的土状沉积物(以山西、陕西、甘肃等地黄土为代表)➢张宗祜:1、黄色为主;2、结构疏松,孔隙率高(>45%);3、以粉土颗粒为主,且常以粗粉砂颗粒为主;4、富含碳酸盐;5、具有湿陷性;6、容重较小,一般在1.5-1.6左右;7、成因可能为风成、洪积、坡积—洪积或坡积。

•可见,关于黄土的定义,可以说是中说纷纭,莫衷一是,仁者见仁,智者见智。

•我们将黄土分为两类,一类是狭义的黄土,即原生黄土,另一类是黄土状土•典型黄土是在干旱、半干旱气候条件下,形成于晚更新是和全新世的风尘堆积•典型黄土主要在末次冰期形成的,由于气候干旱寒冷,马兰黄土得以保存其典型特征。

全新世中期,由于气候比较暖湿,形成了黄土高原的黑垆土层(S0),他的性质比马兰黄土退化了很多,在黑垆土之上晚全新世的黄土,在工程上叫新近堆积黄土,具有特别强的湿陷性,保存了最多的风尘堆积特征•中更新世的黄土,上覆压力较大,气候比较湿润,成壤作用较强,架空孔隙多被破坏湿陷性很小或没有。

早更新世和新近纪的黄土已有相当成岩程度,也都是一般黄土,但这些一般黄土没有层理,不含杂质,所以他们不是黄土状土。

➢典型黄土特征•1、色淡灰黄;•2、以粉粒为主;•3、无层理;•4、性疏松、多大孔;•5、垂直节理发育,常形成垂直陡崖;•6、富含碳酸盐;•7、有湿陷性。

➢黄土状土•与黄土相似,但具有两个重要特征与黄土相区别•1、层理明显;•2、成分较杂,常夹有粘土、砂层和砾石层等;•这两个特征都是流水作业或静水条件下沉积的特征,所以黄土状土就和次生黄土或再生黄土成为同意语•我国地质学发展史分为两大阶段:古代阶段;现代阶段,后者可分为:•1、萌芽期(1840-1910年)指鸦片战争到辛亥革命这一时期•(莱伊尔、李希霍芬、奥布鲁切夫、维里士等)•2、草创时期(1911-1921年);从辛亥革命到中国地质学会成立•邝荣光的三张地图首次把黄土作为一个地层单元•3、成长时期(1922-1936年)从辛亥革命成立到抗日战争爆发•我国学者开始注意黄土的研究,如李学清等•4、动荡时期(1937-1949年)从抗日战争爆发到新中国成立•少数日本人进行研究•5、发展时期(1949年至今)目前,黄土工程地质已发展到一定程度,有众多通论及专论进行专门研究:•黄土地貌•黄土地层•黄土的物质成分•黄土的结构构造•黄土的物理性质•黄土的力学性质•黄土的湿陷性与震陷性•黄土力学•黄土边坡•黄土硐室•黄土地质环境等世界上的黄土主要分布在北半球的中纬度干旱及半干旱地带,南半球除南美洲一些国家和新西兰等外,其它地带很少有黄土分布➢我国是世界上黄土分布最广,地层最全,厚度最大的国家➢主要分布在北纬34°~41°、东经103°~114°的范围➢分布在秦岭、祁连山、昆仑山以北由新疆经甘肃、陕西、山西、河南西部、辽宁西部以致松辽平原,呈向南突出的弧形,包围在辽西、内蒙和甘肃的沙漠和内蒙的戈壁外围。

工程地质湿陷性黄土的工程性质

工程地质湿陷性黄土的工程性质
黄土的成因 1.风成说
在当时干旱的大陆性气候作用下,高度风化的黄土物质受到强大的反旋风 作用,从中部呈离心状吹向荒漠边缘地区,当遇到异向风或降雨沉落于地面, 经风化作用形成黄土。一般认为我国黄土材料是从中亚西亚搬运来的。形成黄 土的自然环境是干旱或搬干旱地荒漠草原。
我国黄土的颗粒组成、矿物和化学成分都有自南向北逐渐变化的趋势,黄土颗粒 自东南向西北逐渐变粗,在同一区域内,高山和低地都有黄土分布,而且黄土堆积 常有坡向性,在迎风面堆积量大,背风面少。黄土地形于下伏基岩有密切关系,常 随古地形起伏而起伏,且与下伏基岩性质无关,成分复杂,呈不整合或假整合接触, 在构造上,黄土无层理,柱状节理发育,这与具有层理的冲、洪积形成的黄土状土 有明显差别。
另外,还有土壤残积假说。
黄土成因虽有不用的假说,但分歧主要是对分布于高原和高分水岭上的黄 土,而分布于河谷地带的黄土则意见较为一致,都认为是冲积类型,也间有洪 积-坡积类型。目前,我国大部分建筑工程多兴建在河谷地带的一、二级阶地 上或是靠山、近山的洪-坡积地带,在高原上较少。
第6页,共62页。
一、湿陷性黄土的成因及主要特征
湿陷性黄土的天然含水量在3.3-25.3%之间,其大小与场地地下水位埋 深和年平均降雨量有关。大多数情况下,黄土的天然含水量都较低,在塬、 梁、峁上的黄土地下水位较深,含水量在6-8%之间,低级阶地上的黄土, 含水量较高在11-21%之间。不同季节取样含水量可相差2-5%之间。经验表 明,含水量在>25%时就不具有湿陷性,而压缩性则恰恰相反。
• 颗粒组成
土的颗粒是指那些岩石、矿物和非晶体化合物的零散碎片或碎屑。颗粒本身可以 是矿物的结晶构造,也可以是非结晶构造,如二氧化硅和氢氧化铁。不同地质时代 的黄土,其颗粒组成不同,第四纪早期的黄土比晚期黄土中的粘粒含量高,而砂含 量则低。
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浅论我国黄土的工程地质性质及其常见的工程地质问题长安大学地测学院姓名:马鑫学号:2601050307摘要黄土作为地基用于各类建筑工程中己有漫长的历史。

而黄土湿陷性问题,一直是黄土地区的一个典型的工程地质问题,黄土的湿陷性对其分布区的工程建设活动常常造成巨大的危害,对工程建筑极具破坏性。

要预防和减少黄土的湿陷性的危害,弄清黄土的湿陷成因就显得十分重要。

因此,就需对黄土的湿陷性进行进一步的分析研究。

关键词:黄土:湿陷性;显微结构;一、绪论黄土在全世界有较广泛的分布,主要分布于中纬度干早、半干早地区,面积达1 3 0 0 万平方公里,约占陆地总面积的9 . 3 %,具体在欧洲、北美、南美、亚洲均有分布,此外,在澳洲等地区也有零星分布。

我国黄土分布面积大约有6 . 3 2 x1 05平方公里,约占全国面积的6 . 6 %。

主要分布在北纬3 0 0°-4 9 0°,东经7 5°- 1 2 7°之间。

在大范围分布区中,黄河中游地区,西起乌鞘岭,东到太行山西麓,北起长城附近,南抵秦岭北麓,地表几乎全部被黄土所覆盖,形成了地层连续、厚度大、面积广的典型黄土地区。

黄土作为地基用于各类建筑工程中己有漫长的历史。

而黄土湿陷性问题,一直是黄土地区的一个典型的工程地质问题,黄土的湿陷性对其分布区的工程建设活动常常造成巨大的危害,常能引起工程建筑物的破坏,它可直接引起土质边坡塌滑、铁路路基下沉、房屋下沉开裂等不良工程地质现象,对工程建筑极具破坏性。

此外,由于黄上具有湿陷性而极易造成严重的水土流失灾害。

要预防和减少黄土的湿陷性的危害,弄清黄土的湿陷成因就显得十分重要。

因此,就需对黄土的湿陷性进行进一步的分析研究。

黄土湿陷性机理研究历史及现状湿陷性成因的研究是解决一系列实际问题的最关键而基本的工作[ 3 1 ,同时黄土的湿陷成因的研究也是一个世界性的难题,为了搞清这个问题,前人做了大量卓有成效的工作,取得了大量理论性及应用性研究成果,并在此基础上提出了许多假说,但由于黄土材料的特殊性和复杂性,使得对于黄土湿陷性的成因到目前尚看法不一。

国内外众多学者对于不同地区黄土的湿陷性进行了不同程度的研究其研究方向、方法、出发点不同,在此基础上提出的假说也各有其特点。

但总的说来可以归纳为三大类,即从湿陷性黄土物质组成成分出发的湿陷性成因研究、从湿陷性黄土结构特点出发的湿陷性成因研究、从触发湿陷性的力学机制出发的湿陷性成因研究。

二、黄土的微观结构特征孔隙是黄土体内未被骨架颗粒和胶结物占据的空间。

它的成因、形状、大小、多少、及分布特征都直接影响着黄土的工程地质性质。

关于黄土微观结构的研究,多在偏光镜下作定性研究。

2.1孔隙的类型黄土孔隙按其成因可分为原生孔隙及次生孔隙两大类。

2..1.1次生孔隙:这类孔隙的孔壁主要由次生碳酸钙组成。

一种是非晶质碳酸钙孔隙沉淀,常呈管道状;一种为结晶质碳酸钙沿孔隙生长呈晶簇状。

此外,还可以看到少量由植物遗体和粘土构成的孔壁。

2.1.2原生孔隙:按照碎屑颗粒的排列方式,原生孔隙可分为支架孔隙,镶嵌孔隙和胶结孔隙。

(1)支架孔隙:系指粗颗粒疏堆积,互相支架构成的孔隙,一般较大,孔径有时大于构成孔隙的颗粒直径。

这类孔隙的孔壁由构成土体的碎屑材料组成,很少有次生物质围绕孔壁,其形状也不规则。

支架孔隙极不稳定,当受到上覆地层的压力或黄土中水分的影响时,其周围的颗粒被陷入孔内。

因此,可以得出支架孔隙是引起黄土湿陷的主要因素之一。

(2)镶嵌孔隙:系指粗颗粒互相靠拢,互相穿插所形成的粒间缝隙,多呈缝隙状,一般较小,比较稳定,透水性好。

(3)胶结孔隙:系指分布于胶结物中的微小孔隙。

2.2、孔隙的大小类型:有特大孔隙、大孔隙、中孔隙、小孔隙及微孔隙之分。

特大孔隙:孔隙一般大于250微米,在剖面上自上而下显著地减少。

大孔隙:孔隙在16到25微米之间,在剖面上自上而下减少。

中空隙:孔径在4到16微米之间,在剖面上自上而下减少。

小孔隙:孔隙为1到4微米,在剖面上自上而下逐渐增多。

微孔隙:孔径一般小于1微米,在剖面上自上而下显著增多。

从孔隙的类型来讲,支架孔隙是引起黄土湿陷的主要孔隙,从孔隙的大小来讲,大孔隙和中孔隙则是引起黄土湿陷的主要孔隙。

三、湿陷性黄土分布及主要工程地质问题3 . 1黄土湿陷性及湿陷系数湿陷性黄土由于它的特殊性,致使在压力和水的作用下发生湿陷现象,产生湿陷变形。

为了便于以下章节的讨论,现将有关湿陷性的一些主要概念及其涵义,简单介绍如下。

3 . 1 . 1 湿陷变形当湿陷性黄土在一定压力( 自重压力或者自重压力加附加压力) 作用下,受水浸湿产生下沉变形。

下沉变形中,除掉正常压缩变形外,还有一部分附加下沉变形,这部分变形被称为湿陷变形。

湿陷变形是由于水的作用产生的。

从湿陷性黄土受水受压产生的总下沉变形中减去湿陷性黄土不浸水而受压后产生的压缩下沉变形,就是湿陷变形。

湿陷变形的大小量值,叫做湿陷量。

湿陷量包括自重湿陷量及剩余湿陷量等。

自重湿陷量:用自重压力求得的湿陷系数( 叫自重湿陷系数) 计算出来的整个湿陷性黄土总厚度范围内的湿陷变形量。

剩余湿陷量:是指地基处理后,其湿陷量的剩余部分。

湿陷系数( 6 . ) :单位厚度的土样所产生的湿陷变形,以小数表示。

湿陷系数是判定黄土湿陷性的定量指标,由室内压缩试验测定。

自重湿陷系数( S s ) : 单位厚度的土样在该试样深度上覆土层饱和自重压力作用下所产生的湿陷变形,以小数表示。

自重湿陷系数主要用于计算自重湿陷量。

它并不作为判定黄土湿陷性的定量指标。

3 . 1 . 2湿陷性质黄土浸水受压后,能发生湿陷者,叫做湿陷性黄土。

黄土浸水受压后,不发生湿陷者,叫做非湿陷性黄土。

在黄土湿陷性评价的实际工作中,规定出一个湿陷系数界限值,大于界限值的叫湿陷性黄土,小于界限值的叫非湿陷性黄土。

这个界限值,采用湿陷系数等于0 . 0 1 5 或者0 . 0 2 ,就是说。

凡是湿陷系数大于等于0 . 0 1 5( 或者0 . 0 2 )的黄土层,就定为湿陷性黄土。

湿陷压力( n , I Ka ) : 产生湿陷变形时所产生的压力。

《湿陷性地区黄土建筑规范》( G B 7 2 5 -9 0 )规定,测定湿陷系数的压力,应自基础底面( 初步勘察阶段基底标高不确定时,自地面1 . 5 m)算起,l 0m以内的土层湿陷压力应采用2 0 0 K p a , 1 0 m以下至非湿陷性土层顶面,应采用其上覆土的饱和自重压力,( 当大于3 0 0 K P a 时,仍采用3 0 0 K P a )3 . 2湿陷性黄土的分布3 . 2 . 1黄河中游湿陷性黄土的区域分布我国的湿陷性黄土分布广泛,其中分布最为广泛的是黄河中游地区。

黄河中游地区( 即三门峡—龙羊峡之间黄河及其支流流域范围内的地区) :黄土几乎呈连续成片的分布。

湿陷性黄土亦然,发育的最为广泛、这一区域泛指山西太行山西麓往西直到甘肃的乌鞘岭,北起长城往南抵秦岭北坡,黄土分布面积约占全国黄土面积的百分之七十二点三。

而湿陷性黄土主要分布在黄河及其支流徨水、大通河、渭河、径河、延河、洛河及汾河等河谷地区。

另外,在某些山前斜坡地带、丘陵地带、黄土源顶也有所分布。

本区湿陷性黄土厚度,以六盘山为界,以西厚度较大,最大可达三十余米,以东厚度较小,汾河流域在十二米左右,在往东至豫西则更小些。

在本区的吕梁山、六盘山,陕北榆林、秦岭之间,在这东西长四百公里南北宽四百五十公里的范围内,黄土分布既广又厚,地层发育的也比较齐全,是我国黄土分布的典型地区。

莽莽的黄土,构成了我国著名的西北黄土高原黄土高原是一种独特的自然地理单元,狭义上,其范围北界长城,南抵汾渭盆地北缘,东起吕梁山西麓,西迄陇西盆地西缘,范围包括陇西、宁南( 宁夏自治区南部)、陇东、陕北、晋西等地区,呈近东西向展布,总面积约2 3 万平方公里,一级地貌类型有黄土源及黄土梁r-具体来讲,黄土高原位于北纬3 4 “-4 1 0、东经1 0 3 。

一1 1 4 0之间,地势西北高、东南低,海拔高度介于1 0 0 0- 2 0 0 0 m之间。

本次研究范围主要为西起兰州,东至黄河,北到长城一带,南达渭河盆地北缘的广大区域。

主要包括陇西、陇东及陕北三地区。

3 . 2 . 2湿陷性黄土在地貌单元上的分布地貌是在一定的物质组成的基础上,受内力地质作用和外力地质作用相互作用而形成的。

因而地貌类型不同,反映了构成地貌的地层或构造的不同。

而地层、构造又恰是与工程建设密切相关的。

不同的地貌对工业布局和建筑物的平面布置并不相同。

分析和研究地貌类型及其形态,有助于判断地层的成因,有无滑坡、泥石流、断裂等不良地质现象,也可以根据地貌的形态来预测地质环境改变之后,可能发生的变化和变化趋势。

综上可见,在黄土地区进行工民建工程建设,工程勘察以及环境工程评价,都不能离开地貌条件的调查与研究,有时地貌条件可能是影响工程建设适宜性和场地、地基整治的重要因素。

就工业与民用建设工程地质而言,研究黄土地貌主要是研究中型和小型地貌,有时还要研究微型地貌1 1 1 .黄土地貌一般可分为黄土源、黄土梁、黄土筛、河谷阶地、冲积洪积平原等类型。

3 . 3湿陷性黄土对工程建设的形晌黄土的湿陷性,通常是指黄土受水浸泡在上覆土层或建筑物荷载作用下突然失稳,发生急速下陷,压密和侧向流变。

这种工程力学特性常常严重威胁和破坏工程建筑的正常运营和使用。

湿陷性黄土地区进行各种工程建设时,常常遇见一些工程地质问题,包括自然地质现象与人类工程活动造成的地质现象等几个方面对工程建筑的影响的内容。

湿陷性黄土地区主要而常见的工程地质问题有: 湿陷性,地基强度与压缩性,斜坡的稳定性,还包括黄土潜蚀陷穴、冲沟、泥石流。

以及古墓、砂井砂巷、水渠水库蓄水及其它工程活动所引起的工程地质问题。

除上面举出的一些自然地质现象及某些特殊工程建设等引起的工程地质问题外,湿陷性黄土地区类似的问题还有很多,诸如大面积堆载地面受荷、黄土洞室、地下采空、地震、斜坡的稳定性、黄土潜蚀与黄土陷穴等。

就黄土侵蚀来说,大量野外调查和统计分析表明,洞穴侵蚀常发育于沟缘线附近,具有坡面和沟道多种侵蚀方式的发育特征,在一定程度上反映了坡面侵蚀与沟谷侵蚀的内在联系与演化过程。

洞穴侵蚀发育不仅具有水蚀过程的一般特征,如地面径流的直接冲刷作用,也有径流潜蚀、跌水冲淘和重力陷落等多种方式的综合作用。

它不仅以其独特的方式改变着黄土的地质地貌环境,而且也对黄土区各种工程设施形成巨大的潜在危害。

所以,深入分析研究洞穴侵蚀机理和影响因素,对研究其发育分布规律以及对黄土区各种工程的破坏方式具有重要作用。

这里以黄土暗穴对公路的影响为例进行具体说明。

黄土暗穴对公路产生的危害是公路损毁的一种主要方式,具有显著的突发性特点。

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