一、黃土的特征和分布

黃土是第四紀(jì)沉積物，具有一系列內(nèi)部物質(zhì)成分和外部特征，與同時(shí)期的其他沉積物不同。

黃土具有

1.顏色以黃、褐黃為主，有時(shí)為灰黃

2.粒子構(gòu)成以粉粒(0.05-0.005mm)為主，含量一般在60%以上，粒徑在0.25mm以上的粒子幾乎沒(méi)有

3.孔隙大，一般在1.0左右

4.富含碳酸鈣鹽類的

5.垂直節(jié)理發(fā)育

6.一般有肉眼可見(jiàn)的大孔隙。

缺乏其中一個(gè)或幾個(gè)特征的稱為黃土狀土。

黃土的分類

黃土根據(jù)原因分為原生(或典型)黃土和次生黃土。一般認(rèn)為無(wú)層次的風(fēng)成黃土是原生黃土。原生黃土經(jīng)過(guò)流水沖刷、搬運(yùn)重新沉積而形成的具有層理含有大量砂粒和細(xì)粒的黃土稱為次生黃土

黃土分布

黃土分布廣泛，面積達(dá)1300萬(wàn)平方公里，約占地面積的9.3%。世界各大洲黃土復(fù)蓋面積總面積的比例為歐洲7%、北美5%、南美10%、亞洲3%，澳大利亞、北非也有零星分布。

我國(guó)黃土分布面積635280平方公里，占全球黃土分布總面積的4.9%左右，主要分布在北緯33-47度，34-45度之間最發(fā)育，屬于干旱、半干旱氣候類型。

我國(guó)濕陷性黃土分布面積約占我國(guó)黃土分布總面積的60%左右，27萬(wàn)平方公里，大部分在黃土中游地區(qū)，北至長(zhǎng)城附近，南達(dá)秦嶺，西自烏鞘嶺，東至太行山，即北緯34-41度，東經(jīng)102-114度之間。

濕黃土一般復(fù)蓋在下臥的非濕黃土層上，厚度在六盤(pán)山以西地區(qū)大，達(dá)30米，六盤(pán)山以東地區(qū)薄，汾渭河谷多數(shù)米至十幾米，東至河南西部少，非濕黃土位于濕黃土層之間。

二、發(fā)生黃土濕陷的原因和影響因素

對(duì)黃土潮濕的原因和機(jī)理的各種論點(diǎn)，可歸納為內(nèi)因和外因兩個(gè)方面。內(nèi)因主要是由于土本身的物質(zhì)成分（顆粒組成、礦物成分和化學(xué)成分）和其結(jié)構(gòu)，外因則是水和壓力的作用。

1.毛管假設(shè)

Terzaghi指出，當(dāng)濕砂土中的不連續(xù)水分積聚在顆粒接觸點(diǎn)時(shí)，相鄰顆�？字械乃�和空氣交界處的表面張力將土粒拉在一起。水浸入土中后，表面張力消失，砂土崩潰。一些學(xué)者用這種觀點(diǎn)解釋黃土的濕陷，然后反對(duì)。J.G.Dudley認(rèn)為毛細(xì)壓力是黃土中形成細(xì)粉粒粘結(jié)和絮凝粒粘結(jié)的重要因素。黃土中毛細(xì)的作用存在，但作為濕潤(rùn)的主要原因值得討論。常寶琦曾經(jīng)用風(fēng)干的干擾土樣制作試件，破壞了毛細(xì)管的通道，消除了彎曲液面的作用，還有很大的濕陷性。

2.溶鹽假說(shuō)

黃土中存在大量可溶鹽。黃土含水量少時(shí)，易溶鹽處于微晶狀態(tài)，附著在粒子表面，發(fā)揮一定的粘合作用。這種粘合作用是黃土加強(qiáng)內(nèi)聚力的一部分，浸泡在水中容易溶解鹽，這部分的強(qiáng)度喪失，產(chǎn)生濕陷。

我國(guó)濕陷性黃土中易溶鹽含量少，不是強(qiáng)化內(nèi)聚力的主要部分，難溶鹽含量高，但溶解緩慢，因此多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為易溶鹽的溶解不是濕陷的主要原因。

3. 膠體不足說(shuō)

認(rèn)為黃土的濕陷性是含有小于0.05mm顆粒含量小于10%的土所固有的性質(zhì)，這種土缺少膠體部分；如果有顯著數(shù)量的膠體，則膨脹可防止?jié)裣莸陌l(fā)生。朱海認(rèn)為，當(dāng)粘粒含量超過(guò)15-20%時(shí)，黃土沒(méi)有濕潤(rùn)性，但蘭州西盆地北岸二級(jí)地面黃土粘粒含量超過(guò)30%，濕潤(rùn)性強(qiáng)。

4.水膜楔入

低含水量黃土包裹在細(xì)粒(主要是粘粒)表面的結(jié)合水膜一般較薄，溶解在其中的陰、陽(yáng)離子的靜電引力較強(qiáng)，連接表面帶負(fù)荷的粘粒，形成一定的凝聚強(qiáng)度。水進(jìn)入土中時(shí)，結(jié)合水膜變厚，與楔子分離牢固連接的粒子，使粒子表面膨脹，體積增大，引力減弱，凝聚強(qiáng)度下降，產(chǎn)生濕陷。水膜楔入可以很好地說(shuō)明黃土進(jìn)水后立即發(fā)生濕陷現(xiàn)象，但不足以說(shuō)明各種復(fù)雜的濕陷現(xiàn)象(例如濕陷性強(qiáng)弱、自重濕陷和非自重濕陷等)的發(fā)生。

5.欠壓密理論

黃土是在干旱或半干旱氣候條件下形成的。風(fēng)成黃土在沉積過(guò)程中，表面受大氣降水的影響。在干燥少雨的條件下，大氣降水浸濕帶的厚度往往少于蒸發(fā)影響帶的厚度，A-A線以上的土層在降水期，土中含水量較高，處于最佳壓密條件，但由于土層較薄，自重壓力較小，無(wú)法得到有效壓密。隨著黃土的不斷堆積，A-A線得到了提升，在新的A-A線與B-B線之間的土層，雖然不會(huì)影響大氣降水，但是蒸發(fā)過(guò)程還是繼續(xù)進(jìn)行。由于水分減少，鹽類分析，膠體凝結(jié)產(chǎn)生了加固內(nèi)聚力。

三、濕地基的處理

濕地基的處理方法很多，根據(jù)地區(qū)的不同，地基的土質(zhì)和結(jié)構(gòu)物也不同，地基的處理方法也不同。在調(diào)查階段，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)采樣，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，判斷是自重濕性黃土還是非自重濕性黃土，以及濕性黃土層的厚度、濕度等級(jí)、等級(jí)、等級(jí)后，經(jīng)濟(jì)分析比較，綜合考慮技術(shù)環(huán)境、工期等多方面的因素。最后選擇最合適的地基處理方法，優(yōu)化設(shè)計(jì)后，確保滿足處理后地基的承載力和變形條件。

膨脹土地基礎(chǔ)

膨脹土也是重要的地區(qū)特殊土類，根據(jù)我國(guó)《膨脹土地建筑技術(shù)規(guī)范》(GBJ112-87)(以下簡(jiǎn)稱膨脹土規(guī)范)的定義，膨脹土主要由親水性礦物構(gòu)成，同時(shí)具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的粘性土。眾所周知，一般粘土也具有膨脹、收縮的特性，但其量不大，對(duì)工程沒(méi)有太大實(shí)際意義的膨脹土的膨脹-收縮-再膨脹的周期性變形特性非常顯著，對(duì)工程造成危害，因此工程從一般粘土中區(qū)分，作為特殊土對(duì)待。

膨脹土在我國(guó)分布范圍很廣，據(jù)現(xiàn)有的資料，廣西、云南、湖北、安徽、四川、河南、山東等20多個(gè)省、自治區(qū)、市均有膨脹土。國(guó)外也一樣，如美國(guó)，50個(gè)州中有膨脹土的占40個(gè)州，此外在印度、澳大利亞、南美洲、非洲和中東廣大地區(qū)，也都有不同程度的分布。目前，膨脹土的工程問(wèn)題已成為全球研究課題。

一、膨脹土的辨別和膨脹土地基的膨脹收縮等級(jí)

a、影響膨脹土膨脹收縮特性的主要因素

影響膨脹土膨脹收縮性質(zhì)的內(nèi)在機(jī)制，主要指礦物成分和微觀結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證明，膨脹土含有大量活性粘土礦物，如蒙脫石和伊利石，特別是蒙脫石，在低含水量時(shí)對(duì)水有很大的吸引力，土中蒙脫石的含量直接決定了土的膨脹性質(zhì)的大小。除了礦物成分因素外，這些礦物成分在空間上的連接狀態(tài)也會(huì)影響膨脹收縮性質(zhì)。通過(guò)對(duì)大量不同場(chǎng)所的膨脹土掃描電鏡的分析，表面-表面連接的重疊體是膨脹土的普遍結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)比團(tuán)粒結(jié)構(gòu)具有更大的吸水膨脹和失水吸收能力。

影響膨脹土脹縮性質(zhì)的最大外界因素是水對(duì)膨脹土的作用，或者更確切地說(shuō)，水分的遷移是控制土脹、縮特性的關(guān)鍵外在因素。因?yàn)橹挥型林写嬖谥�可能產(chǎn)生水分遷移的梯度和進(jìn)行水分遷移的途徑，才有可能引起土的膨脹或收縮。某種粘土雖然有潛在的高膨脹勢(shì)頭，但如果其含水量不變，就不會(huì)發(fā)生體積變化，相反，含水量的微小變化，即使只有1%-2%的量值，實(shí)踐證明也足以引起有害的膨脹。因此，判斷膨脹土的膨脹收縮性指標(biāo)反映了含水量變化時(shí)膨脹土的膨脹收縮量和膨脹力的大小。

b、膨脹土的膨脹性指標(biāo)

1.自由膨脹率def

人工制作的細(xì)干燥土樣，在無(wú)頸漏斗中注入量杯，測(cè)量其體積，然后倒入盛水的量筒中，充分吸水膨脹穩(wěn)定后，測(cè)量其體積。增加的體積與原體積的比值def稱為自由膨脹率。

2.膨脹率dep和膨脹力Pe

膨脹率表明原土在側(cè)限壓縮機(jī)中，在一定壓力下，浸水膨脹穩(wěn)定后，土樣增加的高度與原高度相比。

以各級(jí)壓力下的膨脹率dep為縱坐標(biāo)，壓力p為橫坐標(biāo)，將試驗(yàn)結(jié)果畫(huà)成p-dep關(guān)系曲線，該曲線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)Pe稱為試樣膨脹力，膨脹力表示原狀土樣，體積不變時(shí)，浸水膨脹產(chǎn)生的最大內(nèi)應(yīng)力。膨脹力是選擇基礎(chǔ)型號(hào)和基礎(chǔ)壓力時(shí)有用的指標(biāo)。如果想在設(shè)計(jì)上減少膨脹變形，基礎(chǔ)壓力應(yīng)接近膨脹力。

二、膨脹土的判別

根據(jù)我國(guó)十幾年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，判別膨脹土的主要依據(jù)是工程地質(zhì)特征和自由膨脹率。因此，《膨脹土規(guī)范》規(guī)定，具有以下工程地質(zhì)特征的場(chǎng)所，自由膨脹率def≥40%的土應(yīng)判定為膨脹土。

1.裂縫發(fā)育，經(jīng)常有光滑的表面和擦傷，在裂縫中填充灰色、灰色的綠色粘土。自然條件下堅(jiān)硬或堅(jiān)硬的塑料狀態(tài)

2.多出現(xiàn)在二級(jí)或二級(jí)以上的高級(jí)地區(qū)、山前和盆地邊緣的丘陵地區(qū)，地形緩慢，沒(méi)有明顯的自然陡峭

3.常見(jiàn)的淺層塑性滑坡、地裂、新孔(槽)墻壁容易崩潰等

4.建筑物的裂縫隨氣候的變化而張開(kāi)和關(guān)閉。