湿陷性黄土的沉陷特性及分布

黄土（loess）指的是在干燥气候条件下形成的多孔性的、具有柱状节理的黄色粉性土。黄土是指原生黄土，即主要由风力作用形成的均一土体；黄土状沉积是指经过流水改造的次生黄土。湿陷性黄土受水浸湿后会产生较大的沉陷。

1.黄土的形成

黄土是第四纪形成的陆相黄色粉砂质土状堆积物，其粒径大于 0.005 mm，小于 0.05 mm。黄土粒度成分百分比在不同地区和不同时代有所不同，它广泛分布于北半球中纬度干旱和半干旱地区。黄土的矿物成分有碎屑矿物、黏土矿物及自生矿物3 类。碎屑矿物主要是石英、长石和云母，占碎屑矿物的 80%，其次有辉石、角闪石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿等；此外，黄土中碳酸盐矿物含量较多，主要是方解石。黏土矿物主要是伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿、含水赤铁矿等。黄土的化学成分以SiO2 占优势，其次为Al2O3、CaO，再次为Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、FeO、ΤiO2 和MnO 等。黄土的物理性质表现为疏松、多孔隙，垂直节理发育，极易渗水，且有许多可溶性物质，很容易被流水侵蚀形成沟谷，也易造成沉陷和崩塌。黄土颗粒之间结合不紧，孔隙度一般在 40%～50%。中国北方新生代晚期土状堆积物中常见有古土壤分布，尤以黄土高原为主，如图 5.28 所示。

图5.28　我国西北的黄土地貌

2.黄土的特征与分布

黄土层还有其他土壤所不具备的独特品质。黄土是一种很肥沃的土层，对农业生产极为重要。但其植被稀少、水土流失严重，给农业生产和工程建设都造成了严重的危害，需要科学治理。(www.xing528.com)

黄土是距今约200 万年的第四纪时期形成的土状堆积物。典型的黄土由黄灰色或棕黄色的尘土和粉沙细粒组成，质地均一，含多量钙质或黄土结核，多孔隙，有显著的垂直节理，无层理。黄土在干燥时较坚硬，被流水浸湿后，通常容易剥落和遭受侵蚀，甚至发生塌陷，即黄土具有失陷性。

中国是世界上黄土分布最广、厚度最大的国家，其范围北起阴山山麓，东北至松辽平原和大、小兴安岭山前，西北至天山、昆仑山山麓，南达长江中、下游流域，面积约63 万平方千米。其中以黄土高原地区最为集中，占中国黄土面积的 72.4%，一般厚 50～200 m（甘肃兰州九洲台黄土堆积厚度达到 336 m），发育了世界上最典型的黄土地貌。我国西北的黄土高原是世界上规模最大的黄土高原，华北的黄土平原是世界上规模最大的黄土平原。其中山西、陕西、甘肃等省，是典型的黄土分布区，分布面积广、厚度大，各个地质时期形成的黄土地层俱全。

3.黄土的沉陷与失陷性

黄土经常具有独特的沉陷性质，这是任何其他岩石较少有的。黄土沉陷的原因多种多样，只有把黄土本身的性质与外在环境的条件结合起来考虑时，才能真正了解黄土沉陷的原因。

粉末性是黄土颗粒组成的最大特征之一。粉末性表明黄土粉末颗粒间的相互结合是不够紧密的，所以每当土层浸湿时或在重力作用的影响下，黄土层本身就失去了它的固结性能，因而也就常常引起强烈的沉陷和变形。黄土的失陷性是工程施工过程中要注意的一个重要问题。