黄土的结构构造与安全

黄土是指在地质时代中的第四纪期间，以风力搬运的黄色粉土沉积物。它是原生的、成厚层连续分布，掩覆在低分水岭、山坡、丘陵，常与基岩不整合接触，无层理，常含有古土壤层及钙质结核层，垂直节理发育，常形成陡壁。

4.3.1.1　世界的黄土分布

世界上的黄土主要分布在北半球的中纬度干旱及半干旱地带。南半球除南美洲和新西兰外，其他地区很少有黄土分布。

亚洲黄土分布最广，最北界达北纬74°，最南抵北纬32°（南京附近）。欧洲黄土分布最北界为北纬62°，南界在北纬40°左右。在北美，黄土主要分布在北纬40°附近古代冰川前缘地带。在南半球，黄土主要分布在南纬40°附近的阿根廷巴姆斯草原地区。黄土分布特点是：

①黄土不连续的带状分布，东西延伸，连绵于南北两半球的中纬度地带。

②欧洲、北美和西伯利亚的黄土都分布于第四纪大陆冰盖的外围。而中亚、中国和南美的黄土分布在沙漠的外围，说明它们的形成与大陆冰盖和沙漠上的高压中心所产生的反气旋风有关。

③黄土主要分布在中纬度气候温暖地带，该区以干旱、半干旱和温暖少雨、有强烈季节变化为特点，而高纬、低纬地区黄土少见。因为高纬度地区是黄土物质的吹扬区中纬地带温暖，草原发育，雨量不大，冲刷不强，便于黄土的沉积与保存低纬地区距风源已远，黄土来源不多，加之雨量充沛，冲刷强烈，红土化作用盛行，不利于黄土的保存。据V·台劳估计，欧洲黄土覆盖面积占7%，北美占5%，南美占10%，亚洲占3%，K·凯哈克估计，大陆面积9.3%为黄土覆盖。

4.3.1.2　我国的黄土分布

中国的黄土和黄土状土主要分布在昆仑山、秦岭、泰山、鲁山连线以北的干旱、半干旱地区。原生黄土以黄河中游发育最好，主要是山西、陕西、甘肃东南部和河南西部。此外，在北京、河北西部、青海东部、新疆地区、松辽平原、四川、三峡、皖北淮河流域和南京等地也有零星分布。

我国黄土的弧线分布除了受山脉地形控制外，与我国气候的带状分布有关。黄土分布范围大致在年平均降雨量300～700mm线，降雨量小于蒸发量，即主要分布在温带地区。

戈壁、沙漠和黄土从西北向东南顺次成带状分布。

以上是黄土的平面分布。黄土分布的高度变化很大。我国黄土最高可达4500m（帕米尔），最低在吐鲁番盆地中，海平面＜100m也有黄土分布。

4.3.1.3　黄土的一般特征(www.xing528.com)

（1）粒度成分

黄土的粒度成分是区别其他第四纪沉积物的代表特征之一。黄土组成成分均一，以含高量粉土颗粒（0.05～0.005mm）为特征，其中粗粉粒（0.05～0.01mm）含量在50%以上，黏土颗粒（0.25mm）的颗粒。总之，黄土是以粉土为主，并含一定比例的细沙、极细砂和黏粒的沉积物。

（2）矿物成分

包括碎屑矿物和黏土矿物，前者占70%以上。在碎屑矿物中，主要是指对密度小于2.90的轻矿物，占90%以上，石英最多，长石其次，还有一些碳酸盐矿物（方解石、白云石等）。黄土中黏土矿物成分主要为水云母、高岭石及蒙脱石。这些矿物的存在，使黄土具有吸附、膨胀、收缩等特性，影响到黄土的工程性质。碳酸盐类矿物往往起胶结作用，使黄土在天然结构情况下，颗粒经常呈团聚体存在。遇水后，由于可溶盐胶结的团聚体被破坏，往往使黄土的湿陷性增强。故有人认为，黄土中碳酸盐类的存在是黄土湿陷的原因之一。

黄土状土的碎屑矿物虽然也以石英、长石为主，但不稳定矿物成分含量较低，一般都风化强烈，并与附近基岩有联系。

（3）化学成分

黄土的化学成分由矿物成分决定。黄土中SiO2含量很大，这是因为黄土中除了含有大量石英之外，还有铝硅酸盐矿物；其次为AL2O3，因为黄土中主要矿物为长石。CaO含量也很高，因为黄土中含有方解石。

（4）结构构造

黄土普遍具有发育良好的管状孔隙，孔径大者达0.5～1cm，孔内大都填充有不同数量的碳酸盐，部分孔隙几乎全部被碳酸盐充填黄土的孔隙度较高，一般为33%～64%。经验证明，黄土的多孔性是黄土湿陷性的基本原因。

黄土中垂直节理的产生，一方面由于在重力作用下黄土内部在铅直方向上受张应力的作用，另一方面黄土中又有着众多的铅直孔隙，削弱了水平方向的合力，因而沿铅直方向易产生裂隙。在黄土区的边坡部位，经常沿节理面发生崩塌，形成峭壁，有时至产生大规模的滑坡。

黄土不具层理，黄土的粒度在垂直剖面上虽然有粗细变化，但这样的变化并没引起明显的成层交替的现象，与一般层理不同。黄土状土孔隙较黄土少，但层理很清晰。