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文檔簡(jiǎn)介
黃土是地球上分布十分廣泛且性質(zhì)十分特殊的一種沉積物。《禹貢》(3000年前)有黃壤記載萊伊爾1834年提出loess一詞奧布魯切夫把風(fēng)塵直接堆積起來(lái)的叫黃土或原生黃土、真正的黃土或純粹的黃土,把風(fēng)塵經(jīng)流水再搬運(yùn)而新沉積的叫次生黃土、再積黃土、黃土狀土或黃土狀巖石劉東生:以風(fēng)力搬運(yùn)堆積未經(jīng)過(guò)次生擾動(dòng)的、無(wú)層理的、黃色粉質(zhì)、高含碳酸鹽并具有大孔隙的土狀沉積物(以山西、陜西、甘肅等地黃土為代表)張宗祜:1、黃色為主;2、結(jié)構(gòu)疏松,孔隙率高(>45%);3、以粉土顆粒為主,且常以粗粉砂顆粒為主;4、富含碳酸鹽;5、具有濕陷性;6、容重較小,一般在1.5-1.6左右;7、成因可能為風(fēng)成、洪積、坡積—洪積或坡積??梢?jiàn),關(guān)于黃土的定義,可以說(shuō)是中說(shuō)紛紜,莫衷一是,仁者見(jiàn)仁,智者見(jiàn)智。我們將黃土分為兩類(lèi),一類(lèi)是狹義的黃土,即原生黃土,另一類(lèi)是黃土狀土典型黃土是在干旱、半干旱氣候條件下,形成于晚更新是和全新世的風(fēng)塵堆積典型黃土主要在末次冰期形成的,由于氣候干旱寒冷,馬蘭黃土得以保存其典型特征。全新世中期,由于氣候比較暖濕,形成了黃土高原的黑壚土層(S0),他的性質(zhì)比馬蘭黃土退化了很多,在黑壚土之上晚全新世的黃土,在工程上叫新近堆積黃土,具有特別強(qiáng)的濕陷性,保存了最多的風(fēng)塵堆積特征中更新世的黃土,上覆壓力較大,氣候比較濕潤(rùn),成壤作用較強(qiáng),架空孔隙多被破壞濕陷性很小或沒(méi)有。早更新世和新近紀(jì)的黃土已有相當(dāng)成巖程度,也都是一般黃土,但這些一般黃土沒(méi)有層理,不含雜質(zhì),所以他們不是黃土狀土。典型黃土特征1、色淡灰黃;2、以粉粒為主;3、無(wú)層理;4、性疏松、多大孔;5、垂直節(jié)理發(fā)育,常形成垂直陡崖;6、富含碳酸鹽;7、有濕陷性。黃土狀土與黃土相似,但具有兩個(gè)重要特征與黃土相區(qū)別1、層理明顯;2、成分較雜,常夾有粘土、砂層和礫石層等;這兩個(gè)特征都是流水作業(yè)或靜水條件下沉積的特征,所以黃土狀土就和次生黃土或再生黃土成為同意語(yǔ)我國(guó)地質(zhì)學(xué)發(fā)展史分為兩大階段:古代階段;現(xiàn)代階段,后者可分為:1、萌芽期(1840-1910年)指鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)到辛亥革命這一時(shí)期(萊伊爾、李?;舴?、奧布魯切夫、維里士等)2、草創(chuàng)時(shí)期(1911-1921年);從辛亥革命到中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)成立鄺榮光的三張地圖首次把黃土作為一個(gè)地層單元3、成長(zhǎng)時(shí)期(1922-1936年)從辛亥革命成立到抗日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)我國(guó)學(xué)者開(kāi)始注意黃土的研究,如李學(xué)清等4、動(dòng)蕩時(shí)期(1937-1949年)從抗日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)到新中國(guó)成立少數(shù)日本人進(jìn)行研究5、發(fā)展時(shí)期(1949年至今)目前,黃土工程地質(zhì)已發(fā)展到一定程度,有眾多通論及專(zhuān)論進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究:黃土地貌黃土地層黃土的物質(zhì)成分黃土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造黃土的物理性質(zhì)黃土的力學(xué)性質(zhì)黃土的濕陷性與震陷性黃土力學(xué)黃土邊坡黃土硐室黃土地質(zhì)環(huán)境等世界上的黃土主要分布在北半球的中緯度干旱及半干旱地帶,南半球除南美洲一些國(guó)家和新西蘭等外,其它地帶很少有黃土分布我國(guó)是世界上黃土分布最廣,地層最全,厚度最大的國(guó)家主要分布在北緯34°~41°、東經(jīng)103°~114°的范圍分布在秦嶺、祁連山、昆侖山以北由新疆經(jīng)甘肅、陜西、山西、河南西部、遼寧西部以致松遼平原,呈向南突出的弧形,包圍在遼西、內(nèi)蒙和甘肅的沙漠和內(nèi)蒙的戈壁外圍。其它地區(qū)有零星分布,如四川盆地中的成都黃土、武漢等我國(guó)黃土分布明顯受氣候地帶性的控制。黃土主要分布在月平均最低氣溫0°線以北,年平均氣溫14°等溫線以北,年平均降水量200-700mm之間。中國(guó)黃土面積中國(guó)黃土的面積不同研究者所估計(jì)的數(shù)字有很大的出入:1、李?;舴遥?3萬(wàn)平方千米2、協(xié)水鐵五郎:1324000km23、安特生:1295000km24、劉東生等:黃土440000km2,黃土狀土191840km2一般說(shuō),中國(guó)黃土類(lèi)土面積為63萬(wàn)余km2,占全國(guó)土地面積的6%黃土高原地區(qū)黃土厚度分布不一,從西往東厚度變薄,蘭州九州臺(tái)剖面黃土厚度達(dá)318m;隴東地區(qū)厚度170m左右;陜北130m左右。黃土高原是一個(gè)地貌與地質(zhì)學(xué)的概念,所以劃分黃土高原的標(biāo)志應(yīng)當(dāng)主要看他是不是高原,黃土發(fā)育情況如何,黃土地貌發(fā)育如何。黃土高原北界以長(zhǎng)城為界,以北為沙漠,以南為黃土高原,但準(zhǔn)格爾旗與和林格爾旗的南部,神木的北部地區(qū)有黃土發(fā)育,黃土地貌明顯,應(yīng)化為黃土高原黃土高原的東部畫(huà)在太行山的東麓,黃土高原的南界從鄭州西郊的邙山開(kāi)始,向西沿秦嶺北麓經(jīng)天水、武山、臨夏至西寧以西的日月山黃土高原西以烏鞘嶺為界總面積約34.6萬(wàn)km2。目前黃土地貌大致可以分為16大類(lèi)黃土的物質(zhì)組成:粒徑小于5um的顆粒含量均大于10%,屬于粘質(zhì)粉土,Q2黃土的粒度成分整體較細(xì)黃土礦物成分1、中國(guó)黃土中發(fā)現(xiàn)碎屑礦物60余種,其中以次生礦物為主,自生礦物很少,主要礦物為石英、云母、長(zhǎng)石三類(lèi),占90%以上,甚至達(dá)99%以上。其中石英含量最高。2、黃土礦物成分在區(qū)域上有一定的差異3、對(duì)比黃土和沖-洪積黃土狀土、沖積黃土狀土的礦物成分發(fā)現(xiàn),典型黃土比次生黃土含有更多的不穩(wěn)定礦物黃土中的碳酸鹽富含碳酸鹽是中國(guó)黃土的顯著特征之一,一方面,碳酸鹽的存在有助于黃土形成特殊的結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì),另一方面,碳酸鹽含量的變化反應(yīng)了黃土形成時(shí)的古氣候變化,黃土中的碳酸鹽記錄了黃土形成與演化的過(guò)程。1、黃土中的碳酸鹽分原生和次生兩種,前者指風(fēng)從源區(qū)帶來(lái)的碎屑碳酸鹽礦物,后者指黃土沉積后在原地生成的碳酸鹽2、原生碳酸鹽主要以碎屑礦物的形式出現(xiàn),少數(shù)以粉末狀均勻分布。3、次生碳酸鹽存在形式主要有兩種:鈣質(zhì)結(jié)核;碳酸鹽膠膜,主要以白色絹絲狀、粉末狀、皮殼狀或管狀,具土狀光澤的鈣膜形式出現(xiàn)四、黃土的結(jié)構(gòu)特征集粒集粒就是由許多單元礦物顆粒經(jīng)碳酸鹽、粘土等膠結(jié)而成的集結(jié)體,朱海之稱(chēng)為斑狀結(jié)構(gòu)或丸粒結(jié)構(gòu)(1-2mm的黃土塊)1、王永焱:集粒按結(jié)構(gòu)特征可分為:鑲嵌型、網(wǎng)絡(luò)型、角礫型、附著型、基底型、復(fù)合型等2、雷祥義:同心球粒、球粒(包括球形的和橢球型的)、不規(guī)則狀集粒、凝絮和凝塊狀集粒黃土集粒的形成是復(fù)雜的,其方式是多樣的。1、云霧作用2、雨水細(xì)流3、風(fēng)力使土粒跳躍滾動(dòng)4、雨水滲入地下使粘粒凝聚5、動(dòng)植物的松動(dòng)作用6、有機(jī)酸使土壤顆粒的凝聚集粒主要發(fā)生在時(shí)代較新的馬蘭黃土中,時(shí)代越老,集粒越少,在成巖程度較高的午城黃土中已經(jīng)看不到集粒同心球粒的存在,證明黃土由原始風(fēng)塵堆積到現(xiàn)在的黃土,并沒(méi)有發(fā)生重大的變化,雖然黃土化作用和荒漠成巖作用對(duì)風(fēng)塵堆積有一定的變化,但變化不大孔隙是黃土中骨架顆粒與膠結(jié)物以外的空間,其中常充以水或氣,或二者兼有。黃土富有孔隙,一般孔隙度可達(dá)42%-55%,孔隙比可達(dá)0.8-1.2。黃土孔隙的存在是在其沉積、成巖整個(gè)自然環(huán)境中發(fā)展變化的,因此,黃土的孔隙也是其環(huán)境特征與變化的記錄。黃土的濕陷性、震陷性乃至液化性、壓縮性等均與黃土孔隙密切相關(guān)黃土孔隙的成因分類(lèi)按成因黃土孔隙可分為:沉積成巖孔隙;生物孔洞;溶蝕孔洞1、沉積成巖孔隙分為:?jiǎn)瘟<芸湛紫叮?)砂黃土或含粘土較少的黃土,在粉砂顆粒表面附有一層粘土礦物和碳酸鹽,他們把風(fēng)塵下落時(shí)搭架起來(lái)的孔隙周?chē)念w粒膠結(jié)起來(lái),把這種極其疏松的結(jié)構(gòu)固定下來(lái)。顆粒之間是點(diǎn)點(diǎn)接觸、點(diǎn)棱接觸,少數(shù)點(diǎn)面接觸。(2)這種孔隙極不穩(wěn)定,遇水就會(huì)濕陷,形成自重濕陷。粒間孔隙粒間主要是點(diǎn)面、棱面、少數(shù)為棱棱接觸,是含粘土較少的純凈砂黃土、粉黃土所具有的,這種孔隙的黃土濕陷性較弱。球粒鋃嵌孔隙這種孔隙主要是面面、棱面、少數(shù)點(diǎn)面接觸,結(jié)構(gòu)十分緊密,沒(méi)有濕陷性球粒架空孔隙球狀集粒在風(fēng)塵降落時(shí)互相搭架而成,孔隙度很高因而具有相當(dāng)強(qiáng)的濕陷性凝塊架空孔隙含粘土較多的球粒架空孔隙經(jīng)相當(dāng)?shù)耐寥阑饔茫拐惩涟l(fā)生凝聚絮凝作用,凝塊或凝絮間留有許多孔隙,具較小的濕陷性?;啄z結(jié)物孔隙經(jīng)過(guò)深度的土壤化或上覆巖層的壓縮,含粘土較多的黃土礦物顆粒之間已為粘土全部充填,只在粘土中有一些孔隙,具這樣孔隙的黃土沒(méi)有濕陷性。星狀空洞、晶粒內(nèi)孔隙和集粒內(nèi)孔隙等2、生物孔洞包括樹(shù)洞、根孔鼠洞獸洞蟲(chóng)孔3、溶蝕侵蝕孔洞包括黃土碟黃土陷穴黃土井黃土盲溝等黃土孔隙的大小查明黃土各種不同大小孔隙的相對(duì)含量對(duì)于了解黃土的形成及成巖過(guò)程十分重要,也對(duì)于了解黃土所有的獨(dú)特性質(zhì)、濕陷性的本質(zhì)意義重大。1、孔隙大小分類(lèi):大孔隙,半徑>0.016mm;中孔隙,半徑0.016-0.004mm;小孔隙,半徑0.004-0.001mm;微孔隙,半徑小于0.001mm2、大孔隙在濕陷過(guò)程中變化不大,中孔隙在濕陷后數(shù)量銳減,小孔隙和微孔隙數(shù)量劇增,這些微小孔隙是由中孔隙變成的。可見(jiàn),中孔隙為濕陷的主要貢獻(xiàn)者4鈣質(zhì)結(jié)核:鈣質(zhì)結(jié)核和鈣板是黃土中碳酸鹽存在的方式之一,是碳酸鹽集中存在的一種形式,除CaCO3為主外,還有MgCO3,碳酸鹽是一種可溶鹽,但又不像易溶鹽和中溶鹽那樣易于流失,而是在溶解后在一定的地方又重新沉積下來(lái),這有助于將黃土中所發(fā)生的地質(zhì)過(guò)程記錄下來(lái),供我們恢復(fù)。鈣質(zhì)結(jié)核和鈣板含有從上覆黃土層中帶來(lái)的微量元素鈣質(zhì)結(jié)核在黃土高原和其它干旱、半干旱地區(qū)的黃土中普遍發(fā)育,但在濕潤(rùn)半濕潤(rùn)地區(qū)就沒(méi)有,如松遼平原、蜀下黃土鈣質(zhì)結(jié)核的大小由1-2cm到30-50cm不等,其形狀各樣,又叫姜結(jié)人,料姜石;結(jié)核形成有兩種情況:1、沉積物中物理化學(xué)條件不均勻,局部具備沉積條件,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使孔隙溶液中某些成分沉淀;2、孔隙溶液對(duì)某一種相對(duì)呈弱飽和在適合于核心出現(xiàn)的地方沉淀鈣質(zhì)結(jié)核產(chǎn)出的狀況有以下幾種:1、產(chǎn)出于古土壤層的底部,以沉積層的形式出現(xiàn);2、成層產(chǎn)出于古土壤的淋溶層之下一定深度的黃土中。3、分散于黃土層中與古土壤關(guān)系不明顯,但仍然是上面雨水淋濾形成的4、少數(shù)結(jié)核產(chǎn)出于古土壤的淋溶層中5、產(chǎn)出于黃土與基巖的不整合面上或黃土地層中間的剝蝕面上6、充填于裂隙中呈脈狀。顯微鏡下薄片觀察見(jiàn)離石黃土上部的結(jié)核主要是碳酸鹽和粘?;祀s的膠結(jié)物及少量黃土碎屑礦物,離石黃土下部與上部相似,結(jié)核的孔隙中有細(xì)粒方解石聚集。午城黃土中結(jié)核中骨架顆粒較多,除石英、長(zhǎng)石外,還可見(jiàn)到云母、角閃石、輝石磁鐵礦等。黃土節(jié)理可分為:風(fēng)化節(jié)理、滑塌和濕陷節(jié)理、卸荷節(jié)理、成巖節(jié)理、構(gòu)造節(jié)理等。風(fēng)化節(jié)理是黃土在反復(fù)干濕、反復(fù)凍融、熱脹冷縮,植物根系穿插以及可溶鹽結(jié)晶膨脹力等作用下形成的,往往以原生節(jié)理和構(gòu)造節(jié)理為基礎(chǔ)。其裂隙間距一般為2-10cm,深度4-30cm,形成多變的棱柱體,或平行于黃土體表面呈球狀成層剝離,形成厚度1-3cm,長(zhǎng)5-20cm的板片崩塌濕陷節(jié)理發(fā)育在滑坡后沿,滑塌后沿、陷坑周?chē)逗晒?jié)理發(fā)生在黃土邊坡上,由重力作用而形成,平行于邊坡方向延伸黃土中的成巖節(jié)理和構(gòu)造節(jié)理分布比較廣泛,具有區(qū)域性黃土地層中古土壤不過(guò)古土壤是經(jīng)歷了強(qiáng)烈的成壤作用,黃土只經(jīng)歷了較弱的成壤作用。廣義而言,黃土也是另外一種類(lèi)型的古土壤黃土地層中古土壤的土壤類(lèi)型1、黃棕壤(關(guān)中的S5、S4、S3):團(tuán)粒與棱柱狀結(jié)構(gòu)發(fā)育,結(jié)構(gòu)體表面為黑色鐵錳膠膜所覆,其形成時(shí)氣溫較高,降水量較大;2、棕壤(關(guān)中的S1、S6、S8):棕色森林土。形成于暖溫帶南部濕潤(rùn)溫暖條件下的森林環(huán)境3、淋溶褐土(西安一帶的S2),形成時(shí)的年均氣溫為12°,降水700mm4、典型褐土(西安一帶的S7),降水600mm5、碳酸鹽褐土黃土地層中黃土的土壤類(lèi)型1、粘化黑壚土(西安一帶L3、L4、L5為代表)2、黑焦土屬黑壚土中土壤化強(qiáng)度較差的一種3、栗鈣土:粘化作用不明顯,以團(tuán)粒狀和粒狀結(jié)構(gòu)為主,4、棕鈣土粒狀結(jié)構(gòu),不見(jiàn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)黃土災(zāi)害1滑坡黃土滑坡的分布地貌類(lèi)型不同,黃土滑坡活動(dòng)強(qiáng)度也不同地形劇烈起伏的黃土高原,陰坡比陽(yáng)坡潮濕溝壑丘陵區(qū)黃土滑坡分布呈散點(diǎn)狀多發(fā)生在河水侵蝕作用活躍、谷坡坡形變化快的地段黃土層厚度大的地區(qū)一般為大、中型黃土滑坡發(fā)育區(qū)黃土塬、黃土臺(tái)塬區(qū)的黃土滑坡分布在塬邊陡坡及塬內(nèi)深切溝谷兩岸,呈帶狀。黃土高原的黃土滑坡多發(fā)生在坡度大于35°、坡高大于40m的斜坡地段。黃土地震滑坡坡度一般小于25°2崩塌黃土崩塌產(chǎn)生的基本條件、誘發(fā)因素●基本條件斜坡的高度和坡度150—200m40°~60°黃土巖性對(duì)水的作用十分敏感浸水力學(xué)強(qiáng)度急劇降低斜坡多層結(jié)構(gòu)地下水增加下滑力,潤(rùn)滑,降低抗滑力●誘發(fā)因素地震、降雨、地表水的沖刷、浸泡,河流等地表水對(duì)斜坡坡腳的不斷沖刷,不合理的人類(lèi)活動(dòng),如開(kāi)挖坡腳、斜坡增荷、爆破、水庫(kù)蓄水、采礦3泥流4地裂縫5地面沉降長(zhǎng)期抽汲地下水引起水位或水壓下降而造成的地面下降。6崩滑前兆出現(xiàn)地面裂縫地物標(biāo)志移動(dòng)地聲裂縫中冒出黃煙坡腳泉水復(fù)活或突然干枯坡腳處出現(xiàn)鼓丘、隆起現(xiàn)象動(dòng)物驚恐異常,植物變態(tài)濕陷性黃土在一定壓力下受水浸濕,土結(jié)構(gòu)迅速破壞,并產(chǎn)生顯著附加下沉的黃土;自重濕陷性黃土在上覆土的自重壓力下受水浸濕,發(fā)生顯著附加下沉的濕陷性黃土壓縮變形天然濕度和結(jié)構(gòu)的黃土或其他土,在一定壓力下所產(chǎn)生的下沉濕陷變形具有濕陷性的土,在一定壓力下,下沉穩(wěn)定后,受水浸濕所產(chǎn)生的附加下沉;濕陷起始?jí)毫裣菪渣S土浸水飽和,開(kāi)始出現(xiàn)濕陷時(shí)的壓力;濕陷系數(shù)單位厚度的環(huán)刀試樣,在一定壓力下,下沉穩(wěn)定后,試樣浸水飽和所產(chǎn)生的附加下沉;自重濕陷系數(shù)單位厚度的環(huán)刀試樣,在上覆土的飽和自重壓力下,下沉穩(wěn)定后,試樣浸水飽和所產(chǎn)生的附加下沉。自重濕陷量的實(shí)測(cè)值在濕陷性黃土場(chǎng)地,采用試坑浸水試驗(yàn),全部濕陷性黃土層浸水飽和所產(chǎn)生的自重濕陷量;自重濕陷量的計(jì)算值采用室內(nèi)壓縮試驗(yàn),根據(jù)不同深度的濕陷性黃土試樣的濕陷系數(shù),考慮場(chǎng)地條件計(jì)算而得的濕陷量的累計(jì)值;剩余濕陷量將濕陷性黃土地基濕陷量的計(jì)算值,減去基底下擬處理土層的濕陷量室內(nèi)壓縮試驗(yàn)采用室內(nèi)壓縮試驗(yàn)測(cè)定黃土的濕陷系數(shù)δs、自重濕陷系數(shù)δzs和濕陷起始?jí)毫sh,均應(yīng)滿足下列要求:土樣的質(zhì)量等級(jí)應(yīng)為Ⅰ級(jí)不擾動(dòng)樣;環(huán)刀面積不應(yīng)小于5000mm2,使用前應(yīng)將環(huán)刀洗凈風(fēng)干,透水石應(yīng)烘干冷卻;加荷前,應(yīng)將環(huán)刀試樣保持天然濕度;試驗(yàn)浸水易用蒸餾水;試樣浸水前和浸水后的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)為每小時(shí)的下沉量不大于0.01mm室內(nèi)試驗(yàn):杠桿式固結(jié)儀、天平、環(huán)刀、透水石等?,F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn):承壓板、載荷設(shè)備、觀測(cè)設(shè)備等。采用室內(nèi)壓縮試驗(yàn)測(cè)定黃土的濕陷系數(shù)δs其它要求:分級(jí)加荷至試樣的規(guī)定壓力,下沉穩(wěn)定后,試樣浸水飽和,附加下沉穩(wěn)定,試驗(yàn)終止;在0-200kPa壓力以內(nèi),每級(jí)增量易為50kPa;大于200kPa壓力,每級(jí)增量易為100kPa;濕陷系數(shù)測(cè)定濕陷系數(shù)δs的試驗(yàn)壓力,應(yīng)自基礎(chǔ)底面(如基底標(biāo)高不確定時(shí),自底面下1.5m)算起基底下10m以內(nèi)的土層應(yīng)用200kPa,10m以下至非濕陷性黃土層頂面,應(yīng)用其上覆土的飽和自重壓力(當(dāng)大于300kpa壓力時(shí),仍應(yīng)用300kPa);當(dāng)基底壓力大于300kPa時(shí),宜用實(shí)際壓力;對(duì)壓縮性較高的新近堆積黃土,基底下5m以內(nèi)的土層宜用100-150kPa壓力,5-10m和10m以下至非濕陷性黃土層頂面,應(yīng)分別用200kPa和上覆土的飽和自重壓力采用室內(nèi)壓縮試驗(yàn)測(cè)定黃土的自重濕陷系數(shù)δzs其它要求:分級(jí)加荷至試樣的上覆土的飽和自重壓力,下沉穩(wěn)定后,試樣浸水飽和,附加下沉穩(wěn)定,試驗(yàn)終止;試樣上覆土的飽和密度采用室內(nèi)壓縮試驗(yàn)測(cè)定濕陷起始?jí)毫ζ渌螅嚎蛇x用單線法壓縮試驗(yàn)和雙線法壓縮試驗(yàn)在同一土樣中所取環(huán)刀試樣,其密度差值不得大于0.03g/cm3在0-150kPa壓力以內(nèi),每級(jí)增量易為25-50kPa;大于150kPa壓力,每級(jí)增量易為50-100kPa;單線法壓縮試驗(yàn)不應(yīng)少于5個(gè)環(huán)刀,均在天然濕度下分級(jí)加荷,分別加至不同的規(guī)定壓力,下沉穩(wěn)定后,各試樣浸水飽和,附加下沉穩(wěn)定,試驗(yàn)終止。現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)主要用于測(cè)定濕陷性黃土的濕陷起始?jí)毫sh??刹捎脝尉€法靜載荷試驗(yàn)或雙線法靜載荷試驗(yàn),并滿足以下要求:承壓板的底面積宜為0.5m2,試坑邊長(zhǎng)或直徑應(yīng)為承壓板邊長(zhǎng)或直徑的3倍,安裝載荷試驗(yàn)設(shè)備時(shí),應(yīng)注意保持試驗(yàn)土層的天然濕度和原狀結(jié)構(gòu),壓板地面下宜用10-15mm厚粗砂、中砂找平;每級(jí)加壓增量不宜大于25kPa,試驗(yàn)終止壓力不應(yīng)小于200kPa;每級(jí)加壓后,按每隔15、15、15、15min各測(cè)讀1次下沉量,以后每30min觀測(cè)1次,當(dāng)連續(xù)2h內(nèi),每1h的下沉量小于0.1mm時(shí),認(rèn)為穩(wěn)定,可加下級(jí)荷載。繪制P-S曲線現(xiàn)場(chǎng)試坑浸水試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)試坑浸水試驗(yàn)確定自重濕陷量的實(shí)測(cè)值,并滿足以下要求:試坑宜挖成圓(或方)形,其直徑(或邊長(zhǎng))不應(yīng)小于濕陷性黃土層的厚度,并不應(yīng)小于10m;試坑深度宜為0.5m,最深不應(yīng)大于0.8m,坑底宜鋪100mm厚的砂、礫石;在坑底中部及其它部位,應(yīng)對(duì)稱(chēng)設(shè)置觀測(cè)自重濕陷的深標(biāo)點(diǎn),設(shè)置深度及數(shù)量宜按各濕陷性黃土層頂面深度及分層數(shù)確定。試坑內(nèi)的水頭高度不宜小于300mm,在浸水過(guò)程中,應(yīng)觀測(cè)濕陷量、耗水量、浸濕范圍和地面裂縫。試坑內(nèi)停止浸水后,應(yīng)繼續(xù)觀測(cè)不少于10d,且連續(xù)5d的平均下沉量不大于1mm/d,試驗(yàn)終止。濕陷程度及類(lèi)型黃土的濕陷性判定,應(yīng)根據(jù)室內(nèi)浸水壓縮試驗(yàn)判定:當(dāng)濕陷系數(shù)δs值小于0.015時(shí),應(yīng)定位非濕陷性黃土;當(dāng)濕陷系數(shù)δs值等于或大于0.015時(shí),應(yīng)定位濕陷性黃土;濕陷性黃土的濕陷程度判定:當(dāng)0.015≤δs≤0.03時(shí),濕陷性輕微;當(dāng)0.03≤δs≤0.07時(shí),濕陷性中等;當(dāng)0.07≤δs時(shí),濕陷性強(qiáng)烈;濕陷性黃土場(chǎng)地的濕陷類(lèi)型,應(yīng)按自重濕陷量的實(shí)測(cè)值或計(jì)算值判定當(dāng)自重濕陷量的實(shí)測(cè)值或計(jì)算值小于等于70mm時(shí),應(yīng)定為非自重濕陷性黃土場(chǎng)地;當(dāng)自重濕陷量的實(shí)測(cè)值或計(jì)算值大于70mm時(shí),應(yīng)定為自重濕陷性黃土場(chǎng)地;當(dāng)自重濕陷量的實(shí)測(cè)值和計(jì)算值出現(xiàn)矛盾時(shí),應(yīng)按自重濕陷量的實(shí)測(cè)值判定;濕陷等級(jí)的判定一般勘察內(nèi)容和勘察階段太多,看ppt在濕陷性黃土場(chǎng)地進(jìn)行巖體工程勘察應(yīng)查明下列內(nèi)容:黃土地層的時(shí)代、成因濕陷性黃土層的厚度濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)和濕陷起始?jí)毫﹄S深度的變化場(chǎng)地濕陷類(lèi)型和地基濕陷等級(jí)的平面分布變形參數(shù)和承載力地下水等環(huán)境水的變化趨勢(shì)其他工程地質(zhì)條件。應(yīng)結(jié)合建筑物的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求,對(duì)場(chǎng)地、地基作出評(píng)價(jià),就防治、降低、消除黃土濕陷性提出可行的措施建議勘察階段可分為廠址選擇或可行性研究、初步勘察、詳細(xì)勘察三個(gè)階段。各階段的成果應(yīng)符合各相應(yīng)設(shè)計(jì)階段的要求;對(duì)于場(chǎng)地面積不大,地質(zhì)條件簡(jiǎn)單或有建筑經(jīng)驗(yàn)的地區(qū),可簡(jiǎn)化勘察階段,但應(yīng)符合初步勘察和詳細(xì)勘察兩個(gè)階段的要求。對(duì)工程地質(zhì)條件復(fù)雜或有特殊要求的建筑物,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行施工勘察或?qū)iT(mén)勘察。場(chǎng)地工程條件的復(fù)雜程度工程地質(zhì)測(cè)繪各勘察階段的具體工作防止和減少建筑物地基浸水濕陷的措施回曲線不但具有非線性和滯后性,還表現(xiàn)出明顯的變形累積的特性,當(dāng)動(dòng)應(yīng)力循環(huán)結(jié)束后,將產(chǎn)生明顯的不能恢復(fù)的殘余應(yīng)變。黃土震陷的產(chǎn)生條件:具有粒狀架空接觸結(jié)構(gòu)的黃土,其內(nèi)部存在著許多架空孔隙,由于骨架顆粒的傳力剛度好,加之顆粒之間以點(diǎn)接觸形式為主,連結(jié)強(qiáng)度低,這種結(jié)構(gòu)即使土樣受到均勻力的作用,土骨架中的應(yīng)力都非均勻分布。黃土主要由土顆粒和孔隙組成,而土顆粒本身剛度很大,相對(duì)來(lái)說(shuō)是很難產(chǎn)生變形的,所以黃土震陷變形主要是黃土中孔隙度的相對(duì)變化。黃土震陷的機(jī)理可以描述為:黃土的架空孔隙結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生的崩潰性破壞。強(qiáng)震陷性黃土均具架空孔隙結(jié)構(gòu),在這種結(jié)構(gòu)中,土體中以中孔隙占主導(dǎo)地位。黃土震陷的影響因素結(jié)構(gòu)性差異對(duì)其具有顯著的控制作用,含水量和孔隙比。地震荷載形式及強(qiáng)度。含水量:動(dòng)應(yīng)力和水的作用對(duì)黃土的震陷變形具有相似的效應(yīng),含水量一定時(shí),隨著動(dòng)應(yīng)力的增大,震陷變形在增大;動(dòng)應(yīng)力一定時(shí),隨著含水量的增大,震陷變形增大。對(duì)于干型黃土由于其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,震陷變形與動(dòng)應(yīng)力表現(xiàn)為近直線的關(guān)系,對(duì)于濕型黃土及飽和黃土,震陷變形與動(dòng)應(yīng)力可以分段函數(shù)擬合表示,且臨界動(dòng)應(yīng)力隨含水量增加而降低??紫侗龋狐S土的孔隙比越大,其震陷性越高。當(dāng)黃土孔隙比小于0.75時(shí),基本沒(méi)有震陷性;孔隙比大于0.75時(shí),殘余應(yīng)變與孔隙比的關(guān)系與動(dòng)應(yīng)力大小有關(guān),當(dāng)動(dòng)應(yīng)力達(dá)到一定量值后,殘余應(yīng)變與孔隙比成非線性增長(zhǎng)關(guān)震陷評(píng)價(jià)s為總震陷量?。篠小于2cm時(shí)屬基本完好地基;ⅱ:S在2~4cm時(shí)屬輕微破壞(輕微震陷);ⅲ:S在4~8cm時(shí)屬中等破壞(中等震陷);ⅳ:S在8~40cm時(shí)屬嚴(yán)重破壞(嚴(yán)重震陷);ⅴ:S大于40cm時(shí)屬失穩(wěn)破壞區(qū);振動(dòng)液化的基本條件:振動(dòng)作用要足以使土體的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,這是土中產(chǎn)生動(dòng)孔壓的先決條件;土體在其結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞后,土粒發(fā)生移動(dòng)的趨勢(shì)不是松脹而是壓密,這是使動(dòng)孔壓迅速大幅增大的充分條件。二、黃土液化的影響因素土性條件主要指土的粒度特征、密度特征和結(jié)構(gòu)特征從土的粒度特征即平均粒徑d50,不均勻系數(shù)和粘粒含量來(lái)看:土的顆粒越粗,土的動(dòng)力穩(wěn)定性越高;不均勻系數(shù)越大,土的動(dòng)力穩(wěn)定性越高,不均勻系數(shù)超過(guò)10的砂土一般很難液化;土中粘粒含量增加到某一程度是,土的動(dòng)力穩(wěn)定性將明顯增大從土的密度特征,即相對(duì)密度、孔隙比、干重度來(lái)看,相對(duì)密度越大,孔隙比越低,干重度越高,其抗液化強(qiáng)度越高。從土的結(jié)構(gòu)特征來(lái)看,即土的排列和膠結(jié)狀況,排列結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和膠結(jié)狀況良好的土均具有較高的抗液化能力初始應(yīng)力條件動(dòng)荷載條件排水條件地基液化的處理方法避開(kāi)挖換增壓圍封排水深基加密振沖加密法砂樁擠密法直接振密法爆破加密法增強(qiáng)土工建筑抗液化穩(wěn)定性的措施盡可能選擇抗液化能力較強(qiáng)的土料降低浸潤(rùn)線,即可減小浸濕范圍,又同時(shí)增大下不浸濕飽和土的上覆壓力提高壩體的填筑密度,達(dá)到抗液化的要求在上游壩坡增加蓋重層把抗液化能力較差的土料布置在浸潤(rùn)線以上的干燥區(qū)、或布置在上覆有效壓力較大的壩體中、下部在上游壩址處設(shè)置堆石棱體或樁板墻,他防止了最初的小區(qū)域的擠出,也就防止了大范圍液化的發(fā)展采取垂直排水,減小孔隙水壓力盡可能保持上部結(jié)構(gòu)的均勻性,放緩上游壩坡,尤其是在動(dòng)力作用較大的上段坡坡比,但此時(shí)又會(huì)增長(zhǎng)孔壓的消散路徑在壩體中盡可能避免埋設(shè)涵管和設(shè)置廊道利用抗震穩(wěn)定性較好的壩型第八章一、黃土高原沙化的形成黃土高原地區(qū)的土地沙化主要發(fā)生在寧夏、甘肅北部黃土區(qū)、陜北榆林地區(qū)長(zhǎng)城沿線。海拔1000m-2000m,降雨量400-600mm,蒸發(fā)量1000-1500mm。沙化的主要原因是北側(cè)沙地活化南侵,不合理開(kāi)發(fā)導(dǎo)致耕作土下伏沙層活化,河流階地沙活化等。三種方式:一是毛烏素沙漠橫向上的演化;二是橫向擴(kuò)張后遺留下來(lái)的沙層再次活化;三是發(fā)源或流經(jīng)毛烏素沙地的河流進(jìn)入黃土區(qū)遺留在河流階地上的細(xì)沙活化。黃土高原土地沙化發(fā)育程度嚴(yán)重發(fā)展的沙漠化土地,以流動(dòng)沙地為主,大面積分布。風(fēng)沙活動(dòng)強(qiáng)烈,沙丘表層為流沙覆蓋,丘間洼地極薄,風(fēng)蝕嚴(yán)重,有機(jī)質(zhì)含量極低;植被稀少,多為沙嵩、檸條等沙生植物,植被覆蓋<10%.現(xiàn)有面積820.59km2,沙丘一般高5-10m,個(gè)別可達(dá)5-20m。中度發(fā)展的沙漠化土地,主要分布在流動(dòng)沙地東南緣無(wú)定河北岸和紅堿淖南部等地,面積約3949.15km2輕度發(fā)展的沙漠化土地,主要分布在河谷、灘地,面積約3110.89km2。多以固定沙地為主,為低矮灌草叢,風(fēng)沙活動(dòng)弱,局部地表有輕度風(fēng)蝕或薄層明沙,沙生植物發(fā)育較好,覆蓋度>50%.土壤中有機(jī)質(zhì)含量低,被開(kāi)墾區(qū)的農(nóng)作物產(chǎn)量也低。三、影響土地沙化的因素自然因素豐富的沙源,為沙漠化土地的孕育和發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)干旱多風(fēng)的氣候?yàn)橥恋厣衬男纬?、發(fā)展創(chuàng)造了動(dòng)力條件水資源環(huán)境趨于惡化,不利于土地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)人為因素人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的演化、土地荒漠化的形成和發(fā)展具有極為重要的影響。主要是人口增長(zhǎng)、社會(huì)需求增長(zhǎng)等因素所產(chǎn)生的對(duì)土地資源的無(wú)限制掠取。人類(lèi)不合理的水資源利用是造成荒漠化的重要人類(lèi)因素:過(guò)渡放牧、墾荒造成草場(chǎng)退化,土地肥力下降,土地沙化歷史時(shí)期影響存在的惡果還在持續(xù)四、土地沙漠化的防治措施生物措施(帶片網(wǎng)相結(jié)合的防風(fēng)治沙體系)在流動(dòng)沙區(qū)的丘間洼地營(yíng)造片林;沙丘表面設(shè)置植物沙障;采用飛機(jī)播種與人工栽種相結(jié)合,種植固沙植物。在河谷階地、湖盆灘地和農(nóng)田周?chē)?,營(yíng)造由3-5行主林帶和2-3行副林帶組成的農(nóng)田防護(hù)林帶;在固定、
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