孟子帆

[摘要]通过业余时间学习及资料的分析，三门峡城区位于湿陷性黄土地区，从物理力学性质等各方面对三门峡地区湿陷性黄土进一步了解。

[关键词]三门峡；黄土

三门峡市位于河南省西部边缘，豫、陕、晋三省交界处，东连洛阳，南接南阳，西与陕西省接壤，北隔黄河与山西相望。

一、地层岩性

三門峡属华北地层区、豫西地层分区、熊耳山地层小区。西南部温塘沟附近零星出露有中元古界熊耳群、汝阳群和古生界中上寒武系等，其余大面积被第四系覆盖。

三门峡地层从老到新主要有：中元古界熊耳群和汝阳群，古生界寒武系、奥陶系、石炭系和二叠系，新生界古近系、新近系和第四系。

二、地质构造

三门峡属华北陆台南缘灵陕断陷盆地，自晚中生代以来，由于块状壳层陷落形成了近东西向展布的灵陕断陷盆地。除陕州区温塘南部因断块上升中元古界洛峪群石英砂岩及寒武系灰岩出露外，全被新生界地层所覆盖。

由于盆地中心先行陷落产生的巨大牵引力，使两侧向中心呈阶梯状错落，形成一系列断裂。据前人超长波探测成果，三门峡盆地断裂构造比较发育，市区共有断裂16条，均为正断层，产状较陡，倾角75°～88°，规模大小不一。由于三门峡地区大部分被第四纪黄土覆盖，断裂构造多呈隐伏状态，故其规模、展布方向和位置、力学性质等断裂特征多具有推测性质。

三、地形地貌

三门峡城区北依黄河，东靠磁钟塬，南接张村塬、张汴塬，西接灵宝大王镇，总体地势南高北低，海拔高度从325.0米逐渐升至550.0米，南北高差225.0米；东高西低，海拔高度从320.0米逐渐升至450.0米，南北高差130.0米。

三门峡城区总体的地貌以黄土阶地地貌和带状河流阶地地貌为主。区内南、东部与黄土峁、梁、塬相连，北与黄河阶地为界，由于青龙涧河、苍龙涧河等黄河较大支流控制，冲沟较发育，地形地貌变化较大。

四、湿陷性黄土的定义

湿陷性黄土是一种第四纪沉积物，具有一系列内部物质成分和外部特征，不同于同时期的其他沉积物。湿陷性黄土具有以下特征：颜色以黄色、褐黄色为主，有时呈灰黄色；颗粒组成以粉粒（0.05～0.005mm）为主，含量一般在60%以上，几乎没有粒径大于0.25mm的颗粒；孔隙比较大，一般在1.0左右；富含碳酸钙盐类；垂直节理发育；一般有肉眼可见的大孔隙。

当缺少其中一项或几项特征的称黄土状土。

五、湿陷性黄土的物理性质

（一）颗粒组成

土的颗粒是指那些岩石、矿物和非晶体化合物的零散碎片或碎屑。颗粒本身可以是矿物的结晶构造，也可以是非结晶构造，如二氧化硅和氢氧化铁。不同地质时代的黄土，其颗粒组成不同，第四纪早期的黄土比晚期黄土中的粘粒含量高，而砂含量则低。

湿陷性黄土以粉粒为主，含量达60%以上，其中细粉粒（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

三门峡城区黄土的土粒比重一般为2.70～2.72，比重大小与土的颗粒组成有关，当粗粉粒和砂粒含量较多时，比重常在2.69以下，粘粒含量多，则在2.71以上。黄土的颗粒组成与其液限、塑限有一定关系。

湿陷性黄土天然重度一般在13.3～17.5kN/m3，它不仅取决于颗粒的大小和含量的多寡，还与土的含水量有关，一般工程常用干重度和孔隙比反映土的密实度。

（三）干重度和孔隙比

三门峡城区干重度是衡量黄土密实度的一个重要指标，与土的湿陷性有较明显的关系，一般干重度小，湿陷性强，反之，则弱。其变化范围在12.8-16.3kN/m3。干重度除与本身密实度有关外，还与土中各种矿物成分的含量和含盐量有关。一般而言当干重度超过15kN/m3以上，一般属于非湿陷性黄土，但也有例外。

湿陷性黄土孔隙比在0.85～1.24，大多数在0.90～1.1。当然，对于某些砂粒含量较多的次生黄土是例外，大多数情况下，土的孔隙比随埋藏深度增加而降低，但也有例外。

（四）含水量和饱和度

三门峡地区湿陷性黄土的天然含水量在5.2%

25.3%，其大小与场地地下水位埋深和年平均降雨量有关。大多数情况下，黄土的天然含水量都较低，在塬、梁、峁上的黄土地下水位较深，含水量在10%左右，低级阶地上的黄土，含水量较高在15%-21%。不同季节取样含水量可相差2%-5%。经验表明，含水量在>25%时就不具有湿陷性，而压缩性则恰恰相反。

湿陷性黄土的饱和度在35%-70%，多数在40%-50%，处于稍湿状态，随饱和度增加，湿陷性减弱，当饱和度接近80%时，湿陷性基本消失。

六、地质条件

（一）黄河以南的二级阶地上。地层主要为冲积成因类型的黄土层

黄土层以黄土状粉土为主，夹粉质粘土和砂土，厚度不小于35.0m。土体中含有蜗牛壳、白色菌丝和姜石。地层含水率w平均值约18%左右；饱和度平均值约45%左右；天然密度p平均值约1.60g/cm3左右；孔隙比e平均值约0.900左右；液限wL平均值约26%左右；塑限wp平均值约35%左右。以Ⅱ级自重湿陷性场地为主。

（二）黄河以南的三级阶地上。地层主要分为冲积成因类型的黄土层和洪积成因类型的卵石层

黄土层：以黄土状粉土、粉质粘土为主，大致呈互层沉积，厚度不小于35.0-45.0m。土体中含有含有蜗牛壳、白色菌丝和姜石。地层含水率w平均值约13%左右；饱和度平均值约40%左右；天然密度p平均值约1.50g/cm3左右；孔隙比e平均值约0.900左右；液限wL平均值约26%左右；塑限wp平均值约35%左右。以Ⅲ级自重湿陷性场地为主。卵石层：厚度约5.0～8.0m。卵石的颜色多为灰白色、灰褐色、紫红色为主；形状以圆形、亚圆形为主，磨圆度较好；成分以石英岩、砂岩、安山岩等为主；充填物以砂土为主，级配不良，卵石最大粒径约40cm。卵石层的卵石含量不均匀，且含有一些厚度较小的砂土、粉土透镜体。卵石层以中密至密实状态为主。

（三）黄河以南的四级阶地的黄土梁上，地层主要为冲积成因类型的黄土层

黄土层以黄土状粉土、粉质粘土为主，大致呈互层沉积，厚度不小于60.0m。土体中含有含有蜗牛壳、白色菌丝和姜石。地层含水率w平均值约10%左右；饱和度平均值约40%左右；天然密度p平均值约1.50g/cm3左右；孔隙比e平均值约0.900左右；液限wL平均值约26%左右；塑限wp平均值约35%左右。以Ⅲ级自重湿陷性场地为主。

（四）商务中心区，地层主要为冲积成因类型的黄土层

黄土层以黄土状粉土、黄土状粉质粘土为主，大值呈互层沉积，局部夹砂土，厚度不小于50.Om。土体中含有含有蜗牛壳、白色菌丝和姜石。地层含水率w平均值约12%左右；饱和度平均值约40%左右；天然密度p平均值约1.55g/cm3左右；孔隙比e平均值约0.900左右；液限wL平均值约26%左右；塑限wp平均值约35%左右。以Ⅲ至Ⅳ级自重湿陷性场地为主。

（五）黄河以南三级阶地至张村塬过渡地段。地层主要为冲积成因类型的黄土层

黄土层以黄土状粉土、粉质粘土为主，大致呈互层沉积，夹砂土薄层，厚度不小于60.0m。土体中含有含有蜗牛壳、白色菌丝和姜石。地层含水率w平均值约12%左右；饱和度平均值约40%左右；天然密度p平均值约1.50g/cm3左右；孔隙比e平均值约0.900左右；液限wL平均值约26%左右；塑限wp平均值约35%左右。以Ⅱ至Ⅲ级自重湿陷性场地为主。

七、结论

总之，湿陷性黄土之所以有很强的区域性，是与所在地区的气候、自然地理、地貌及成土条件等有关，根据其地形地貌特征，就三门峡地区黄土工程特性而言，其地区大厚度湿陷性黄土的形成，因有发生、演变的客观条件，才赋予了与之相应的工程特征。