黄土特性
黄土的物理力学性质
黄土的物理力学性质§2-1 黄土的物理性质试验用黄土采用甘肃兰（州）海（石湾）高速公路工程现场扰动土，其物理性质主要由它的物理性质指标来体现，其物理性质指标主要有：孔隙率、天然含水量、容重和液塑限等。
由于黄土的生成与存在条件比较特殊，它的孔隙率比普通土的孔隙率要大。
一般黄土中存在肉眼易见的孔隙，这些孔隙多为铅直圆孔，这类孔隙通称为大孔隙。
大孔隙比例的多少在一定程度上决定了黄土湿陷性的大小，大孔隙多的黄土湿陷程度大；反之则小。
试验所用黄土的天然含水量很低，一般在10％以下。
含水量在剖面上的变化与黄土层的厚度和埋藏深度没有直接关系。
黄土的容重、比重取决于黄土的矿物成分、结构和含水量，而黄土的颗粒分散度、矿物成分、形状和弹性在一定程度上决定了黄土的液塑性。
黄土的物理性质随成岩时代、成岩地区的不同而表现出一定的差异。
为了得到该黄土的物理性质，我们根据《公路土工试验规程》（JTJ 051-93）的要求，分别采用联合液塑限仪、烘箱和重型击实等方法进行了有关指标的测定，测定结果如表2-1所示。
一．主要成分分析组成黄土的矿物约有60种，其中轻矿物（d﹤0.005mm）含量占粗矿物（d ﹥0.005mm）总量的90%以上。
黄土中粘土矿物（d﹤0.005mm）以不同的方式同水和孔隙中的水溶液相互作用，显示出不同的亲水性，故粘土矿物的成分和比例，在某种程度上体现了黄土的湿陷性。
水溶盐的种类和含量与黄土的湿化、收缩和透水性关系密切，直接影响着黄土的工程性质。
水溶盐包括易溶盐、中溶盐和难溶盐三种。
易溶盐（氧化物，硫酸镁和碳酸钠）极易溶于水或与水发生作用。
它的含量直接影响到黄土的湿陷性。
中溶盐（石膏为主）的存在状态决定其与水的作用情况。
以固体结晶形态存在时，溶解性小，但当以次生结晶细粒分布于孔隙中时，易溶解，在这种情况下，会对黄土的湿陷性有一定的影响。
难溶盐（碳酸钙为主）在黄土中既起骨架作用，又起胶结作用，这取决于其赋存的状态。
黄土路基
黄土地区路基1.黄土地区路基工程的特点黄土是指第四世纪以来在干旱和半干旱地区沉积的，以粉粒为主，富含钙质的粘性土，呈棕黄色、灰黄或黄褐色。
黄土覆盖世界大陆面积的12%左右，分布于温带沙漠外缘的半干旱地区、中纬度森林、荒漠草原地带，呈现断续分布。
中国黄土的分布面积，比世界上任何一个国家都大，而且黄土地形在中国发育得最为完善，规模也最为宏大。
中国西北的黄土高原是世界上规模最大的黄土高原；华北的黄土平原也是世界上规模最大的黄土平原。
中国黄土总面积达63．1万平方公里，占全国土地面积的6%。
黄土的工程特性：①、黄土的孔隙比一般为0.7~1.1，具有肉眼可见的大孔隙，并具有垂直节理，可保持天然垂直边坡；②、黄土的颗粒组成以粉粒为主，质地均匀，不含大于0.25mm颗粒；③、黄土含有10%~30%的碳酸钙，有的黄土中含有大量钙质结核；④、黄土天然含水率低，干燥时比较坚固，遇水容易崩解，剥蚀。
⑤、有些黄土具有湿陷性，受水浸湿后易溶盐的溶解破坏了土粒间的胶结作用，黏聚力减弱，在自重或外荷载作用下产生湿陷性沉陷。
⑥、黄土土质依据土的塑性指标进行分类。
当塑性指数不大于10时，应定为砂质黄土；当塑性指数大于10时，应定为黏性黄土。
黄土的时代及其工程性质由于黄土特有的性质和黄土类型复杂，黄土地区的路基工程具有以下特点：（1）黄土地貌有真独特的形态、形成所谓塬、梁、岇的地貌景观。
由于冲沟发育。
黄土地区山高谷深。
因此，黄土地区路基多高填深挖，工程数量浩大。
（2）黄土路堑边坡容易产生变形。
常见的变形有剥落、冲蚀、溜坍和崩塌，所以恰当的根据工点黄土类型和特性选择路堑边坡形式及边坡坡度是防止发生上述变形关键。
（3）黄土高路堤容易产生下沉，这一方面是由于黄土湿陷性造成的，另一方面也是由于黄土天然含水量小，难以达到要求的压实密度的缘故。
（4）黄土路堤边坡在雨水作用下容易产生冲蚀。
（5）由于黄土具有垂直节理、多孔隙及丰富的易溶盐，使黄土产生陷穴。
黄土特性
黄土特性黄土或黄土状土是一种多孔隙、弱胶结的第四纪沉积物。
我国黄土分布广范,6.6%的国土面积被黄土覆盖,黄土主要分布在我国中西部地区,其中以西北地区的黄土地层最厚,最完整。
黄土具有颜色淡黄至褐黄、大孔隙、结构疏松、具直立节理(破坏时能保持直壁)、常含有盐类(主要为碳酸盐与硫酸盐)、成分均匀无层理和遇水具有湿陷性等显著特点。
3.1.1典型物理化学性质黄土的颗粒粒径大部分为0.25~以下,主要以粉粒(0.05~0.005~)为主,含量多大于50%,一般土颗粒粒径大小在0.002一200~之间。
黄土的粘粒部分(<0.005~)基本上由粘土矿物组成,如蒙脱石、高岭石、绿高岭石和水云母。
根据粘土矿物的含量百分比,可将黄土分为蒙脱石黄土、蒙脱石一高岭石黄土和蒙脱石一水云母黄土。
粘土矿物成分和比例在某种程度上体现着黄土的湿陷性,因为各种粘土矿物的亲水性不同。
如高岭石和水云母等能促使黄土湿陷的发生与发展,而蒙脱石、绿高岭石和水云母等具有特殊的膨胀性,可以阻止湿陷过程的发展。
黄土粉细砂粒部分(0.1一0.05~),其矿物同水不起作用,不影响湿陷过程。
在粗粒造岩矿物中,石英、长石和碳酸盐含量较大,对湿陷性无重大影响,而细散粘粒对湿陷过程起重大积极作用,因其具有大的比表面积,会使黄土膨胀、收缩或湿陷,具有不同的力学性质,如压缩、强度等。
粉粒在黄土颗粒组成中占绝对优势,而粒径为0.05~0.01~粗粉粒含量最大,一般在50%~60%范围,其浸水活动性也最强。
因此有人认为粉粒含量>70%者为重粉质黄土,50%一70%者为中粉质黄土,<50%者为轻粉质黄土。
随着浸水,其团粒破坏特征亦不同,所表现的湿陷性亦不同。
主要成分:黄土中轻矿物含量占矿物总含量的90%一%%,主要由石英、长石和云母等组成;黄土中的重矿物含量较少,含量在4%~10%之间;黄土的物理力学性质主要由粘土矿物(伊犁石)的多少来决定。
而一般土中的粘土与粗矿物成分所占的比例并无规律,或大或小。
黄土的湿陷性
黄土的湿陷性黄土是中国古老的土壤形态，也是一种质量较高的土质。
它具有良好的工程性能和物理力学性质，并具有良好的湿陷性和胶结强度。
黄土的湿陷性是指它对水的吸收量、饱和度和水的渗透率。
从理论上讲，它的湿陷性取决于其粒度、纹理、可塑性和含水率的不同，这些性质都是由它的组成物质决定的。
黄土具有良好的湿陷性，主要取决于它的碎石含量。
较小的碎石能减少其含水量，使它更容易湿陷；而较大的碎石则能提高其含水量，减少它的湿陷性。
此外，纹理也会影响黄土的湿陷性，例如晶粒细小的土壤具有较高的湿陷性，而粗粒细小的土壤则具有较低的湿陷性。
另外，黄土的可塑性也会影响湿陷性。
可塑性较低的土壤结构更完整，湿陷性较强；可塑性较高的土壤具有较差的结构，湿陷性较低。
此外，含水率也是影响黄土的湿陷性的参数，黄土的含水率越高，它的湿陷性就越强；黄土的含水率越低，它的湿陷性就越弱。
由于黄土的湿陷性的复杂性，需要通过实验和统计学推断，以确定其不同组成物质和不同粒级结构对湿陷特性的影响。
然而，这些实验需要涉及较大的研究领域，且结果可能存在偏差，因此在进行实验之前，必须了解土壤结构和参数。
通过理解黄土的湿陷性，可以用来设计和优化基础和地基的结构，以最大限度地提高其稳定性，特别是在黄土地区常见的湿润环境中。
黄土的湿陷性对于许多领域都有重要的实际意义，它不仅可以用于基础和地基的设计，还可以应用于农业、水利和污水处理等领域。
深入研究其影响因子，研究它们对黄土湿陷性的影响，可以有效地提高土壤的湿陷性，提供良好的工程性能。
《黄土的湿陷性》是一个广泛存在的问题，考虑到其复杂的结构和性能，必须通过实验和统计学推断来研究这一问题。
为了最大限度地提高湿土的稳定性，必须全面了解黄土的湿陷性，研究其影响参数和结构，以有效地改善黄土的性能。
黄土 的特性
（特殊性土的工程地质特征） 工程地质学
摘要
• 一、黄土的概念 • 二、黄土的一般特性 • 三、黄土的湿陷性 1、湿陷性判别 2、湿陷性的类型
2014-3-26
2014-3-26
一、黄土（土壤的一种）
• 黄土的别名：黄泥土、黄泥巴、大黄土等。 • 是指不成层的垆坶沉积物，其颗粒大小介于粘土 与细砂之间，呈浅黄色或黄褐色。 • 现在一般认为主要是由风沉积的，常为钙质并往 往含贝壳、骨骼和哺乳动物的牙齿以及碳酸钙结 核，有时也含氧化铁结核而形成可大量贮水的优 质土壤。
是黄土的一种特殊的工程地质性质。 黄土具有在自重或外部荷重下，受水浸湿 后结构迅速破坏发生突然下沉的性质。
2014-3-26
1、黄土湿陷性判别
式中：hp-保持天然的湿度和 结构的土样，加压至一定 压力时，下沉稳定后的高 度；
s
hp hp h0
•
h p ‵ - 上述加压稳定后的 土样，在浸水作用下，下 沉稳定后的高度； h0土样的原始高度；
δ s-黄土湿陷系数．
•
•
2014-3-26
相对湿陷性因数δ
• • • • δ s<0.02 0.02≤δ s≤0.03 0.03<δ s≤0.07 δ s>0.07
s
非湿陷性黄土
轻微湿陷性黄土 中等湿陷性黄土
强湿陷性黄土
2014-3-26
2、湿陷性的类型
• 自重湿陷量的判别公 式：
式中：hz-保持天然的湿度和 结构的土样，加压至一定 压力时，下沉稳定后的高 度； h z ’ - 上述加压稳定后 的土样，在浸水作用下， 下沉稳定后的高度； H0-土样的原始高度； δ zs-自重湿陷系数．
人教版高中地理必修一第四章第二节之黄土高原
Ⅱ后果：
土层变薄，土壤肥力下降；
河流含沙量加大，河湖淤积严重，旱涝灾害频繁
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Ⅲ整治措施： ①退耕还林还草： 压缩农业用地，建成旱涝保收高产稳产农田； 扩大林草种植面积，因地制宜营造防护林、薪炭林、用材林； 大力开展土地复垦工作； ②调整土地利用结构； ③加强小流域的综合治理：
工程措施—打坝淤地，平整土地，修筑梯田 生物措施—植树种草 农业技术措施—科学施肥，选育良种，地膜覆盖 ④开矿时要有计划的存放表土，大力开发复垦工作
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三大地理单元农业比较
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（4）农业可持续发展对策 ①控制人口 ②退耕还林还草，保护生态环境 ③加强农田水利建设 ④加大科技投入，倡导绿色、生态农业 ⑤调整农业结构，建立优质农产品生产基地
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（5）黄土高原地区的生态问题
（1）位置和范围 秦岭和长城之间，乌鞘岭和太行山脉之间
过渡地带特征：
从平原向山地高原过渡；从湿润向干旱过渡； 从森林向草原过渡；从农业向牧业过渡
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小流域综合治理
小流域： 是指相当于坳沟或河沟的沟道流域，是黄土高原泥沙产生 和输水输沙的源头。
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黄
土
黄土塬
塬 边
缘
打 坝 建 库
陡
坡
缓
坡 田 梯
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再见
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④不占耕地，建设费用低。
⑤亲近自然，有利于人类与环境协调统一。
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2、气候特征气候：Fra bibliotek带季风气候 夏季温暖，冬季寒冷
降水集中于夏季（雨热同期） 内部差异：
降水量由东南向西北递减 （湿润、半湿润）
年降水量400 ~800mm之间（长白山例外）， 降水自东南向西北递减，降水集中在7~8月。
黄土的名词解释
黄土的名词解释黄土是一种广泛分布于世界各地的特殊类型的土壤。
它在许多地区都起着重要作用，不仅对环境和生态系统具有巨大影响，而且对人类社会与经济发展也有着重大意义。
黄土的形成和特点使其成为值得研究和关注的重要课题。
一、黄土的形成黄土是由多种化学、物理和生物等因素共同作用下形成的特殊土壤类型。
其形成过程主要包括岩石分解、风积作用和水流沉积三个阶段。
1. 岩石分解：在形成黄土的地区，岩石经过长时间的风化、侵蚀和溶解等作用，逐渐破碎成颗粒状物质。
这些颗粒包括石英、长石、云母等矿物成分，它们在风与水的作用下逐渐颗粒变小。
2. 风积作用：黄土的形成往往与风力有密切关系。
强大的风力携带颗粒状物质在空中运动，并在风力减弱的地方沉积下来。
黄土通常形成在盆地、河谷、土丘等相对低洼的地方，风力能够较为容易地将颗粒物质沉积。
3. 水流沉积：除风力以外，水流也是黄土形成的重要因素之一。
当地下水流经过含有黏土颗粒的岩石地层时，黏土颗粒会在水流的冲刷下被搬运到其他地方，并在沉积过程中形成黄土。
二、黄土的特点黄土具有独特的化学、物理和生物特性，使其在土地利用和环境保护方面具有重要意义。
1. 化学特性：黄土含有丰富的矿物质成分，包括石英、长石、云母等。
这些矿物质不仅为黄土赋予了独特的黄色外观，还赋予了其优良的透水性和保水性。
2. 物理特性：黄土具有较强的吸水性和保水性，适度的透气性和排水性。
这使得黄土能够在干旱和湿润条件下保持土壤水分的稳定，并为植物生长提供良好的土壤环境。
3. 生物特性：黄土含有大量的有机物质和微生物，这对黄土的肥力和生态功能具有重要影响。
黄土中的有机物质可以提供植物所需的养分，促进植物生长。
同时，微生物在黄土中的存在也可以促进土壤的有机物分解和循环，维持土壤生态系统的平衡。
三、黄土的应用由于其独特的物理和化学特性，黄土在许多方面都有重要的应用和价值。
1. 农业利用：黄土是重要的农业土壤类型之一。
它的透水性和保水性使得黄土适合作为农作物的栽培土壤。
黄土介绍
湿陷性黄土
非湿陷性黄土
黄土的分类：
（3）按黄土形成年代分类 午城黄土
•
早更新世Q1午城黄土
老 黄 土
中更新世Q2离石黄土
离石黄土
新 黄 土
晚更新世Qห้องสมุดไป่ตู้马兰黄土 马兰黄土 全新世Q41早期黄土
全新世Q42新近堆积黄土
全新世早期黄土
基本属性：
黄土是优质的土壤。它丌仅具备土壤腐殖层、淋溶层、 淀积层三层的分层特征，还有其他土壤所丌具备的独特品 质。 • 黄土是一种很肥沃的土层，对农业生产极为重要。但 植被秲少，水土流失，给农业生产和工秳建设都造成严重 的危害，需要科学治理。 • 黄土是距今约200万年的第四纪时期形成的土状堆积 物。典型的黄土为黄灰色戒棕黄色的尘土和粉沙细粒组成， 质地均一，含多量钙质戒黄土结核，多孔隙，有显著的垂 直节理，无层理，在干燥时较坚硬，被流水浸湿后，通常 容易剥落和遭受侵蚀，甚至发生坍陷。 •
4）结构疏松，孔隙多而大，孔隙度达33%~64%。 5）含水量小，一般仅为8％~20％。 6）具有湿陷性
黄土的分类：
• （1）按成因分类 • 1）原生黄土
• 2）次生黄土或黄土质（状）土
黄土的分类：
（2）按是否具有湿陷性分类
黄土在一定压力作用下受水浸湿后，结构迅速破坏而产
生显著附加沉陷的性能，称为湿陷性。
（2）黄土湿陷性的影响因素 黄土湿陷性强弱与其微结构特征、颗粒组成、化 学成分等因素有关。在同一地区，土的湿陷性又与其 天然孔隙比和天然含水量有关，并取决于浸水程度和 压力大小。
1）根据对黄土的微结构的研究，黄土中骨架颗粒 的大小、含量和胶结物的聚集形式，对于黄土湿陷性 的强弱有着重要的影响。
2）黄土中粘土粒的含量愈多，并均匀分布在骨架 颗粒之间，则具有较大的胶结作用，土的湿陷性愈弱。
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黄土特性
黄土或黄土状土是一种多孔隙、弱胶结的第四纪沉积物。
我国黄土分布广范,6.6%
的国土面积被黄土覆盖,黄土主要分布在我国中西部地区,其中以西北地区的黄土地层
最厚,最完整。
黄土具有颜色淡黄至褐黄、大孔隙、结构疏松、具直立节理(破坏时能
保持直壁)、常含有盐类(主要为碳酸盐与硫酸盐)、成分均匀无层理和遇水具有湿陷性等
显著特点。
3.1.1典型物理化学性质
黄土的颗粒粒径大部分为0.25~以下,主要以粉粒(0.05~0.005~)为主,含量多大于50%,一般土颗粒粒径大小在0.002一200~之间。
黄土的粘粒部分(<0.005~)基本上由粘土矿物组成,如蒙脱石、高岭石、绿高岭石和水云母。
根据粘土矿物的含量百分比,可将黄土分为蒙脱石黄土、蒙脱石一高岭石黄土和蒙脱石一水云母黄土。
粘土矿物成分和比例在某种程度上体现着黄土的湿陷性,因为各种粘土矿物的亲水性不同。
如高岭石和水云母等能促使黄土湿陷的发生与发展,而蒙脱石、绿高岭石和水云母等具有特殊的膨胀性,可以阻止湿陷过程的发展。
黄土粉细砂粒部分(0.1一0.05~),其矿物同水不起作用,不影响湿陷过程。
在粗粒造岩矿物中,石英、长石和碳酸盐含量较大,对湿陷性无重大影响,而细散粘粒对湿陷过程起重大积极作用,因其具有大的比表面积,会使黄土膨胀、收缩或湿陷,具有不同的力学性质,如压缩、强度等。
粉粒在黄土颗粒组成中占绝对优势,而粒径为0.05~0.01~粗粉粒含量最大,一般在50%~60%范围,其浸水活动性也最强。
因此有人认为粉粒含量>70%者为重粉质黄土,50%一70%者为中粉质黄土,<50%者为轻粉质黄土。
随着浸水,其团粒破坏特征亦不同,所表现的湿陷性亦不同。
主要成分:黄土中轻矿物含量占矿物总含量的90%一%%,主要由石英、长石和云母等组成;黄土中的重矿物含量较少,含量在4%~10%之间;黄土的物理力学性质主要由粘土矿物(伊犁石)的多少来决定。
而一般土中的粘土与粗矿物成分所占的比例并无规律,或大或小。
化学性质:黄土中的化学成份主要为A12O3和5102,二者含量占总量的60%,其他化学成分还有CaO、Feo和FeZO等。
一般土中的这些化学组成并无规律。
微观结构:黄上由结构单元(单矿物、集合体和凝块)、胶结物(粘粒、有机质和CaCO3)和空隙(大孔隙、架空孔隙和粒间孔隙等)三部分组成,它表明从空间结构体系的力学强度和稳定性角度分析,构成黄土结构体系的支柱是骨架颗粒。
骨架颗粒形态表征传力性能和变形性质,骨架颗粒的连接形式直接影响土结构体系的胶结强度,骨架颗粒的排列方式决定结构体系的稳定性。
而一般土的微观结构则表现为单粒结构、片架结构和片堆结构等形式。
3.1.2物理力学性质
黄上物理力学性质的特殊性表现为压密性、振陷性和湿陷性这三个方面。
黄土在动
静荷载及浸水后,均可引起振陷变形、湿陷变形和压密变形,振陷变形与湿陷变形分别以振动和浸湿作为诱发因素,使黄土的结构破坏而发生附加湿陷,有时则表现为黄土液化。
黄土的湿陷性变形具有突变性、不可逆性和非连续性。
黄土与其他一般土相同,一定压应力作用下黄土会出现弹性变形、压密变形、塑性变形和蠕变变形。
对于经振动压实后的黄土其性质与一般土有明显的不同,其主要表现为:
1、湿陷性。
压实黄土的湿陷性,随干容重和压实功的减小而增大,随含水量增加
而减小。
2、饱和度、渗透性和压缩性。
压实黄土的基本性质因含水量的不同而有很大区别,
表现为:其饱和度随含水量的增大而显著减小;渗透系数在最佳含水量附近有一个峰值;
当含水量稍大于最佳含水量时,土体随含水量的增加压缩性显著减小,土体的稳定性也因水份增加而减弱。
3、抗剪强度。
压实黄土的抗剪强度随含水量和压实度的不同有一定的变化规律。
表现为:①与含水量呈曲线变化关系,且在最佳含水量附近达到最大值;②随压实度的增大而增大,基本呈线性增长关系。
不同黄土的物理力学性质常随其成岩时代、成岩地区表现出一定的差异。
一般新近堆积黄土(g)的干重度较小,孔隙比较大,压缩变形大,渗透性强,干燥状态具有一定结构强度,浸水饱和后结构破坏,粘聚力迅速减小,且变化幅度大,呈现较强的湿陷性,晚更新世黄土(g)的物理力学性质相似于新近堆积黄土,它们的结构强度均偏低易变,遇水湿陷影响大,滑坡、冲蚀、土粒流失屡见不鲜,是黄河中游地区控制水土流失的主要土类,是湿陷性黄土的主要埋藏地层;
不同地层时代黄土的物理力学性质的变化趋势如表3.1,
由表可以看出其性质随生成之早晚而表现出一定的规律性。
从方位上看,无论高原或阶地,由西北向东南,黄土的重度、含水量和强度都是由小变大,而渗透性,压缩性和湿陷性都是由大变小,颗粒组成也是由粗变细,粘粒含量由少变多,易溶盐由多变少等情况[z]。