简答黄土的工程地质特性有哪些
1. 土的工程特性包括哪些
一、抄土的主要工程性质有:
土的可袭松性、原状土经机械压实后的沉降量、渗透性、密实度、抗剪强度、土压力等。
二、土的简单介绍:
土是尚未固结成岩的松、软堆积物。主要为第四纪时的产物。土与岩石的根本区别是土不具有刚性的联结,物理状态多变,力学强度低等。土由各类岩石经风化作用而成。土位于地壳的表层,是人类工程经济活动的主要地质环境。土与岩石一起是工程岩土学的研究对象。
2. 湿陷性黄土的工程特性是什么
湿陷性黄土是一种特殊性质的土,其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿内时,一般容强度较高,压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害。
3. 简述湿陷性黄土的基本工程地质性质
陷性黄土是一复种特殊性质制的土,其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害
4. 黄土有哪些特性及其对黄土地貌发育的影响是什么
黄土结来构疏松、多孔隙或孔洞;自质地均一;富含碳酸钙;垂直节理很发育;
黄土遇水浸湿后会发生可溶性盐类(主要是碳酸钙)溶解和部分粘土及其他细颗粒物质流失.
流水很容易下渗,对黄土造成侵蚀,在流水作用、重力崩塌作用和风力吹蚀作用下,发生水土流失现象,形成千沟万壑、地面支离破碎的黄土地貌景观.
5. 黄土工程性质
黄土工程地质(engineering geological property of loess)是指与黄土分布区工程建设施工及建筑物稳定条件密切相关的黄土的特殊性质,如黄土的湿陷性、压缩性、抗剪强度等。黄土的工程地质性质要阐明了许多出现的问题。基本内容
①黄土一般的工程地质指标,主要包括黄土的物理性质、化学性质和力学性质三大指标;②不同地貌单元、不同时代、不同成因类型的黄土的粒度成分、湿陷性及与湿陷性有关的特殊性质,不同区段内的黄土的湿陷性的评价;③结合区内工程建设进行区域黄土工程地质条件的评价及黄土工程地质区域的划分。在对黄土高原多次暴雨洪水灾害调研的基础上,提案指出:黄土高原水保措施基本能应对一般侵蚀性降雨,但抵御特大暴雨能力有限。由于黄土高原的水资源匮乏,长期以雨洪资源化为主要目标,存在“重蓄轻排”问题,较少考虑流域各地貌单元之间的汇水连通关系,加上工农业生产挤占沟道与河道,进一步导致了流域洪水泥沙连通性的恶化。在极端暴雨条件下,洪水超出流域蓄水能力,土壤侵蚀与洪涝灾害愈发严重,坡耕地沟蚀广布、梯田被严重破坏,在承接上方汇流的部位形成切沟或造成滑坡,庄稼被淹淤埋,淤地坝排水建筑物及坝体被冲毁,甚至淹没下游村庄、城镇,危及人民生命财产安全。同时,大多数流域无整体蓄水与排洪规划,水窖、坝库等措施的蓄水量无法与小流域用水需求相协调,既不能抵御极端暴雨洪水灾害,也不能有效搜集和利用雨洪资源,甚至一度造成“不下雨就干旱,一下雨就水灾”的尴尬局面。
6. 黄土工程地质性质的介绍
黄土工程地质性质(engineering geological property of loess)是指与黄土分布区工程建设施工及建筑物稳定条件密切相关的回黄土的特殊性答质,如黄土的湿陷性、压缩性、抗剪强度等。
7. 中国湿陷性黄土的工程地质性质
一、前言
中国湿陷性黄土就其工程地质性质而言,可分为高原湿陷性黄土和河谷湿陷性黄土两类。前者分布于高原(或台塬高地),为晚更新世马兰黄土,属于风积成因;后者分布在河谷,为全新世冲积黄土。
二、高原湿陷性黄土
在黄土高原地带,虽然工业建筑较少,但民用建筑、生土建筑和窑洞建筑却很多,因此,对于高原湿陷性黄土的工程地质性质进行试验研究是很有必要的。现将有关资料叙述如下。
1.颗粒成分
颗粒成分是决定黄土的工程地质性质的基本因素之一,特别是粘土成分。从分布在不同地区的资料(表1)来看,高原湿陷性黄土的颗粒成分是有区域性变化的,粘土颗粒由西而东、由北而南逐渐增加。
表1 高原湿陷性黄土的颗粒成分
2.物理性质
物理性质是工程地质性质中的一个重要组成部分,是工程措施的直接指标。现从分布在不同地区的资料(表2)来看,高原湿陷性黄土的物理性质也是有区域性变化的,如含水量和容重等存在由西而东、由北而南的变化趋势。但某些指标,如孔隙比等差别不大。
表2 高原湿陷性黄土的物理性质
续表
3.湿陷特征
湿陷性是黄土独特的工程地质性质,是评价黄土地基的重要依据,随着实际资料的积累,目前可获得如下的认识。
1)在平面分布上,由表3中得知,高原湿陷性黄土的相对湿陷系数值是存在着明显的区域性变化的,并且有由西而东、由北而南、从大变小的趋势。
表3 高原湿陷性黄土的相对湿陷系数
2)垂直剖面上,由表3和图1中得知,相对湿陷系数值是随深度增加而减小的,一般在近地表为最大,往下就反复地变小,至一定的深度时,湿陷性基本消失,而过渡到非湿陷性土层。这个消失的深度界限,是随地区的不同而不同的,明显地反映了区域性的差异。但总的看来,这个界限一般在10~16m的深度内。建立这个概念,对地基的评价是非常重要的,因为在高原区,黄土层的厚度很大,常达百米以上,过去曾有人认为,黄土层的厚度与湿陷层的厚度是等同的,现在看来,这是不正确的。
三、河谷湿陷性黄土
工业与民用建筑广泛坐落在黄土河谷平原地带,这里是建筑部门的研究重点,我们曾对分布在不同地区具有代表性的重工业城市开始了调查和试验工作,现简述如下。
1.试验场地的简况
试验场地地质地貌简况示于表4。
表4 试验场地的地质地貌简况
续表
图1 相对湿陷系数随深度变化图
1—太原;2—乾县;3—兰州
2.物质成分
(1)颗粒成分
颗粒成分所采取的分析方法是密度计法,其结果列于表5。
表5 河谷湿陷性黄土的颗粒成分
从表5中可以获得这样的认识,就大范围而言,分布在河谷平原的湿陷性黄土,其粘土的含量与高原湿陷性黄土的分布规律一样,存在着由西而东、由北而南逐渐增加的总趋势。
(2)粘土矿物成分
从粘土矿物成分的分析资料(表6)来看,3个场地黄土的粘土矿物,主要都是伊利石,但其含量各地不同。这从粘土矿物的化学分析中也得到反映。
表6 河谷湿陷性黄土的粘土矿物成分
(3)化学成分
化学成分的分析结果及其特征,可从表7中看出如下几点:
1)化学成分在这3个场地是有差别的,尤其对黄土工程地质性质有重大影响的易溶盐、中溶盐和交换容量等有较大差别。
2)易溶盐的含盐量,以兰州为最大,其次是西安,再次是太原,同时兰州含有大量的易溶性的硫酸根离子,而西安和太原则含量微弱;再以介质溶液的pH 值来看,兰州较西安和太原为小,故兰州为硫酸盐型的黄土,而西安和太原为碳酸盐型的黄土。
3)中溶盐(石膏)在兰州的黄土中含量较多,而在西安和太原的黄土中就没有。
表7 河谷湿陷性黄土的化学成分
3.物理力学性质
物理力学性质的特征见表8、表9。
表8 河谷湿陷性黄土的物理性质
表9 河谷湿陷性黄土的力学性质
1)在物理指标中,含水量等存在着较大的区域性差异,且一般有由西而东、由北而南、从小变大的趋势。但孔隙比等,在某几个地方又基本上是相似的。
2)在力学指标中,凝聚力、内摩擦角的区域性变化较小,但野外的形变模量变化范围很大。
4.湿陷特征
近些年来,对湿陷性的认识有了新的发展,除了相对湿陷系数这个指标外,还新添了湿陷起始压力的指标。
(1)相对湿陷系数
1)在平面分布上:从表10中得知,河谷湿陷性黄土的相对湿陷系数与高原上的湿陷性黄土一样,也存在着区域性变化和一般的由西而东、由北而南、从大变小的趋势。
2)在垂直剖面上:由表10和图2中得知,河谷湿陷性黄土的相对湿陷系数与高原上的湿陷性黄土一样也存在着随深度增大而减小的规律。一般在地表为最大,往下就反复地变小,至一定深度时,湿陷性就要消失。湿陷性消失的深度是有区域特征的,具有西深而东浅的变化趋势,但总的看,它一般都消失在地表下10~15m的深度内。
表10 河谷湿陷性黄土的相对湿陷系数
图2 相对湿陷系数随深度变化图
1—太原;2—兰州;3—西安
(2)湿陷起始压力
湿陷起始压力,在我国已发展成为一个有实用意义的力学指标。从表11来看,它也存在着显著的区域性特征,并也有一般的由西而东、由北而南、从小变大的趋势。
表11 灌谷湿陷性黄土的湿陷起始压力
四、几点认识
1)高原湿陷性黄土和河谷湿陷性黄土,在不同地区内,其工程地质性质具有区域性的差异。且在区域性的基础上,大致都存在着由西而东、由北而南的方向性变化趋势。
2)高原湿陷性黄土和河谷湿陷性黄土,在同一地区内的工程地质性质是存在着类别上的差异的。
3)不同地区的高原湿陷性黄土和河谷湿陷性黄土的工程地质性质是既存在类别上的差异,又存在区域上的差异的。
4)在区域性的差异上,河谷湿陷性黄土远较高原湿陷性黄土的差异要大。这是由于前者的沉积环境远比后者的沉积环境复杂。
5)我国湿陷性黄土的工程地质性质是存在着方向性和地区性的变化特征的,这是由于各地在黄土堆积时的古地理、古气候、沉积环境、发育历史及人类活动等因素的不同所致。因此,在建筑时,要区别对待,因地制宜。
6)在反映方向性和区域性的差异上,若简单地以物理力学性质或以单一指标去了解,则这种内在的方向性或区域性规律就难于识别,只有把这种因素中的各个特征指标联系起来,作出综合的工程地质性质的评价,才能把握其规律。因为黄土是自然作用的产物,它一方面是具有一定物理力学性质,一定的物质成分和组织结构的自然体系;另一方面又是在地质历史过程中形成,且在天然和人为因素影响下,不断改变的自然地质体。这种以黄土的形成、发展,以及相互联系的全面观点所揭露出的我国湿陷性黄土的区域性和方向性的规律,对于今后的科学研究和生产实践,将会起到重要的作用。
参考文献
刘东生,张宗祜.1962.中国的黄土.地质学报,42(1)
刘东生等.1965.中国的黄土堆积.北京:科学出版社
张宗祜.1962.中国黄土类土湿陷性及渗透性基本特征.中国地质,(12)
(本文原载:《中国第四纪研究》,1985年,第六卷,第二期,139~145页)
8. 黄土的简答题
1.针对黄河流经的地理区域和当地的气候条件,说一说,黄河是怎样变黄的,以版及我们怎样权治理黄河?
答:黄河变黄的原因:是因为黄土高原的泥土和人们过度的开垦地而造成了水土流失。应该加强对环境的保护和植树造林。
2.黄土高原的黄土是怎样形成形成的?
答:黄土高原是喜马拉雅运动带来洪水泛滥,黄土沉积和新构造运动抬升形成的。
3.黄土高原地区的窑洞为什么不坍塌?
答:因为黄土有直立性。在水浸时则易坍塌,但黄土高原降水不多,而黄土不易渗水。
4列举黄土高原上有哪些煤田?
答:有神府、巨野、神华、沁水、淮北。
9. 土的工程特性有哪些
1.土的物理性质 :除土的粒径级配外,土中各个组成部分(固相、液相、气相)之间的比例,将影响到土的物理性质,如单位体积重 γ,含水量w,孔隙比e,饱和度sr和孔隙度n等。
2.土的压缩和固结性质 :土在荷载作用下其体积将发生压缩,测定土的压缩特性可分析工程建筑物的地基沉降和土体变形。饱和粘土的压缩时间决定于土中孔隙水排出的快慢。逐渐完成土压缩的过程,即土中孔隙水受压而排出土体之外,同时导致孔隙压力消失的过程称土的固结或渗压。
3.土的流变性质 :土工建筑物的变形和稳定是时间的函数。
4.土的强度性质 :通常指土体抵抗剪切破坏的能力,它是土基承载力、土压和边坡稳定计算中的重要指标之一。它和土的类型、密度、含水量和受力条件等因素有关。
5.土的压实性质 :对土进行人工压实可提高强度、降低压缩性和渗透性。土的压实程度与压实功能、压实方法和含水量有关。
6.土的动力性质 :土在岩爆、动力基础或地震等动力作用下的变形和强度特性与静荷载下有明显不同。土的动力性质主要指模量、阻尼、振动压密、动强度等,它与应变幅度的大小有关。
(9)简答黄土的工程地质特性有哪些扩展阅读:
对土进行人工压实可提高强度、降低压缩性和渗透性。土的压实程度与压实功能、压实方法和含水量有关。当压实方法和功能不变时,土的干容重随含水量的增加而增加,达到最大值后,再增加含水量,其干容重将逐渐下降。
对应于最大干容重时的含水量称最佳含水量。压实功能不增大而仅增加压实次数或碾压次数所能提高土的压实度有一定限度,超过该限度再增加压实或碾压次数则无效果。填筑土堤,在最佳含水量附近可用最小的功能达到最大的干容重,因而要在室内通过压实试验确定填料的最佳含水量和最大干容重(见路基填土压实)。
但压实的方法也影响压实效果,对非粘性土,振动捣实的效果优于碾压;对粘土则反之。研究土的压实性能,可选择最合适的压实机具。为改善土的压实性能,可铺撒少量添加剂。中国古代已盛行掺加生石灰来改善土的压实性能。此外,人工控制填料的级配,也可达到改善压实性能的目的。
土的变形和强度是土的最重要的工程性质。60年代以前,在工程上通常分别确定土的变形和强度指标,不考虑强度与变形间的相互影响。因为土的应力-应变关系是非线性的并具有弹塑性、 甚至粘弹塑性特征,而当时的计算技术,尚无法进行分析。
10. 黄土的特征有哪些
1 颜色为淡黄、褐色或灰黄色2 粒度成分以粉土为主(0.075~0.005mm),含量约占有 60%~70%3 含各种可溶专盐,富含碳属酸盐(CaCO3),一般含量为 10%~30%,可形成钙质结核 (姜结石); 甘肃定西黄土中挖出象生姜一样的盐化物称为姜石4 孔隙多且大,结构疏松,孔隙度多为 33%~64%,有肉眼可见的大孔隙或虫孔、植物根孔等; 5 无层理,但有垂直节理和柱状节理。天然条件下能保持近于垂直的边坡; 6 湿陷性。