孟子帆

[摘要]通過業(yè)余時間學(xué)習(xí)及資料的分析，三門峽城區(qū)位于濕陷性黃土地區(qū)，從物理力學(xué)性質(zhì)等各方面對三門峽地區(qū)濕陷性黃土進(jìn)一步了解。

[關(guān)鍵詞]三門峽；黃土

三門峽市位于河南省西部邊緣，豫、陜、晉三省交界處，東連洛陽，南接南陽，西與陜西省接壤，北隔黃河與山西相望。

一、地層巖性

三門峽屬華北地層區(qū)、豫西地層分區(qū)、熊耳山地層小區(qū)。西南部溫塘溝附近零星出露有中元古界熊耳群、汝陽群和古生界中上寒武系等，其余大面積被第四系覆蓋。

三門峽地層從老到新主要有：中元古界熊耳群和汝陽群，古生界寒武系、奧陶系、石炭系和二疊系，新生界古近系、新近系和第四系。

二、地質(zhì)構(gòu)造

三門峽屬華北陸臺南緣靈陜斷陷盆地，自晚中生代以來，由于塊狀殼層陷落形成了近東西向展布的靈陜斷陷盆地。除陜州區(qū)溫塘南部因斷塊上升中元古界洛峪群石英砂巖及寒武系灰?guī)r出露外，全被新生界地層所覆蓋。

由于盆地中心先行陷落產(chǎn)生的巨大牽引力，使兩側(cè)向中心呈階梯狀錯落，形成一系列斷裂。據(jù)前人超長波探測成果，三門峽盆地斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，市區(qū)共有斷裂16條，均為正斷層，產(chǎn)狀較陡，傾角75°～88°，規(guī)模大小不一。由于三門峽地區(qū)大部分被第四紀(jì)黃土覆蓋，斷裂構(gòu)造多呈隱伏狀態(tài)，故其規(guī)模、展布方向和位置、力學(xué)性質(zhì)等斷裂特征多具有推測性質(zhì)。

三、地形地貌

三門峽城區(qū)北依黃河，東靠磁鐘塬，南接張村塬、張汴塬，西接靈寶大王鎮(zhèn)，總體地勢南高北低，海拔高度從325.0米逐漸升至550.0米，南北高差225.0米；東高西低，海拔高度從320.0米逐漸升至450.0米，南北高差130.0米。

三門峽城區(qū)總體的地貌以黃土階地地貌和帶狀河流階地地貌為主。區(qū)內(nèi)南、東部與黃土峁、梁、塬相連，北與黃河階地為界，由于青龍澗河、蒼龍澗河等黃河較大支流控制，沖溝較發(fā)育，地形地貌變化較大。

四、濕陷性黃土的定義

濕陷性黃土是一種第四紀(jì)沉積物，具有一系列內(nèi)部物質(zhì)成分和外部特征，不同于同時期的其他沉積物。濕陷性黃土具有以下特征：顏色以黃色、褐黃色為主，有時呈灰黃色；顆粒組成以粉粒（0.05～0.005mm）為主，含量一般在60%以上，幾乎沒有粒徑大于0.25mm的顆粒；孔隙比較大，一般在1.0左右；富含碳酸鈣鹽類；垂直節(jié)理發(fā)育；一般有肉眼可見的大孔隙。

當(dāng)缺少其中一項(xiàng)或幾項(xiàng)特征的稱黃土狀土。

五、濕陷性黃土的物理性質(zhì)

（一）顆粒組成

土的顆粒是指那些巖石、礦物和非晶體化合物的零散碎片或碎屑。顆粒本身可以是礦物的結(jié)晶構(gòu)造，也可以是非結(jié)晶構(gòu)造，如二氧化硅和氫氧化鐵。不同地質(zhì)時代的黃土，其顆粒組成不同，第四紀(jì)早期的黃土比晚期黃土中的粘粒含量高，而砂含量則低。

濕陷性黃土以粉粒為主，含量達(dá)60%以上，其中細(xì)粉粒（0.05～0.01mm）占7%-9%，粗粉粒（0.01～0.005mm）占45%-65%。

（二）土粒比重和天然重度

三門峽城區(qū)黃土的土粒比重一般為2.70～2.72，比重大小與土的顆粒組成有關(guān)，當(dāng)粗粉粒和砂粒含量較多時，比重常在2.69以下，粘粒含量多，則在2.71以上。黃土的顆粒組成與其液限、塑限有一定關(guān)系。

濕陷性黃土天然重度一般在13.3～17.5kN/m3，它不僅取決于顆粒的大小和含量的多寡，還與土的含水量有關(guān)，一般工程常用干重度和孔隙比反映土的密實(shí)度。

（三）干重度和孔隙比

三門峽城區(qū)干重度是衡量黃土密實(shí)度的一個重要指標(biāo)，與土的濕陷性有較明顯的關(guān)系，一般干重度小，濕陷性強(qiáng)，反之，則弱。其變化范圍在12.8-16.3kN/m3。干重度除與本身密實(shí)度有關(guān)外，還與土中各種礦物成分的含量和含鹽量有關(guān)。一般而言當(dāng)干重度超過15kN/m3以上，一般屬于非濕陷性黃土，但也有例外。

濕陷性黃土孔隙比在0.85～1.24，大多數(shù)在0.90～1.1。當(dāng)然，對于某些砂粒含量較多的次生黃土是例外，大多數(shù)情況下，土的孔隙比隨埋藏深度增加而降低，但也有例外。

（四）含水量和飽和度

三門峽地區(qū)濕陷性黃土的天然含水量在5.2%

25.3%，其大小與場地地下水位埋深和年平均降雨量有關(guān)。大多數(shù)情況下，黃土的天然含水量都較低，在塬、梁、峁上的黃土地下水位較深，含水量在10%左右，低級階地上的黃土，含水量較高在15%-21%。不同季節(jié)取樣含水量可相差2%-5%。經(jīng)驗(yàn)表明，含水量在>25%時就不具有濕陷性，而壓縮性則恰恰相反。

濕陷性黃土的飽和度在35%-70%，多數(shù)在40%-50%，處于稍濕狀態(tài)，隨飽和度增加，濕陷性減弱，當(dāng)飽和度接近80%時，濕陷性基本消失。

六、地質(zhì)條件

（一）黃河以南的二級階地上。地層主要為沖積成因類型的黃土層

黃土層以黃土狀粉土為主，夾粉質(zhì)粘土和砂土，厚度不小于35.0m。土體中含有蝸牛殼、白色菌絲和姜石。地層含水率w平均值約18%左右；飽和度平均值約45%左右；天然密度p平均值約1.60g/cm3左右；孔隙比e平均值約0.900左右；液限wL平均值約26%左右；塑限wp平均值約35%左右。以Ⅱ級自重濕陷性場地為主。

（二）黃河以南的三級階地上。地層主要分為沖積成因類型的黃土層和洪積成因類型的卵石層

黃土層：以黃土狀粉土、粉質(zhì)粘土為主，大致呈互層沉積，厚度不小于35.0-45.0m。土體中含有含有蝸牛殼、白色菌絲和姜石。地層含水率w平均值約13%左右；飽和度平均值約40%左右；天然密度p平均值約1.50g/cm3左右；孔隙比e平均值約0.900左右；液限wL平均值約26%左右；塑限wp平均值約35%左右。以Ⅲ級自重濕陷性場地為主。卵石層：厚度約5.0～8.0m。卵石的顏色多為灰白色、灰褐色、紫紅色為主；形狀以圓形、亞圓形為主，磨圓度較好；成分以石英巖、砂巖、安山巖等為主；充填物以砂土為主，級配不良，卵石最大粒徑約40cm。卵石層的卵石含量不均勻，且含有一些厚度較小的砂土、粉土透鏡體。卵石層以中密至密實(shí)狀態(tài)為主。

（三）黃河以南的四級階地的黃土梁上，地層主要為沖積成因類型的黃土層

黃土層以黃土狀粉土、粉質(zhì)粘土為主，大致呈互層沉積，厚度不小于60.0m。土體中含有含有蝸牛殼、白色菌絲和姜石。地層含水率w平均值約10%左右；飽和度平均值約40%左右；天然密度p平均值約1.50g/cm3左右；孔隙比e平均值約0.900左右；液限wL平均值約26%左右；塑限wp平均值約35%左右。以Ⅲ級自重濕陷性場地為主。

（四）商務(wù)中心區(qū)，地層主要為沖積成因類型的黃土層

黃土層以黃土狀粉土、黃土狀粉質(zhì)粘土為主，大值呈互層沉積，局部夾砂土，厚度不小于50.Om。土體中含有含有蝸牛殼、白色菌絲和姜石。地層含水率w平均值約12%左右；飽和度平均值約40%左右；天然密度p平均值約1.55g/cm3左右；孔隙比e平均值約0.900左右；液限wL平均值約26%左右；塑限wp平均值約35%左右。以Ⅲ至Ⅳ級自重濕陷性場地為主。

（五）黃河以南三級階地至張村塬過渡地段。地層主要為沖積成因類型的黃土層

黃土層以黃土狀粉土、粉質(zhì)粘土為主，大致呈互層沉積，夾砂土薄層，厚度不小于60.0m。土體中含有含有蝸牛殼、白色菌絲和姜石。地層含水率w平均值約12%左右；飽和度平均值約40%左右；天然密度p平均值約1.50g/cm3左右；孔隙比e平均值約0.900左右；液限wL平均值約26%左右；塑限wp平均值約35%左右。以Ⅱ至Ⅲ級自重濕陷性場地為主。

七、結(jié)論

總之，濕陷性黃土之所以有很強(qiáng)的區(qū)域性，是與所在地區(qū)的氣候、自然地理、地貌及成土條件等有關(guān)，根據(jù)其地形地貌特征，就三門峽地區(qū)黃土工程特性而言，其地區(qū)大厚度濕陷性黃土的形成，因有發(fā)生、演變的客觀條件，才賦予了與之相應(yīng)的工程特征。