三門峽城區黃土概述

孟子帆

[摘要]通過業余時間學習及資料的分析，三門峽城區位于濕陷性黃土地區，從物理力學性質等各方面對三門峽地區濕陷性黃土進一步了解。

[關鍵詞]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、豫西地層分區、熊耳山地層小區。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、地質構造

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巖出露外，全被新生界地層所覆蓋。

由于盆地中心先行陷落產生的巨大牽引力，使兩側向中心呈階梯狀錯落，形成一系列斷裂。據前人超長波探測成果，三門峽盆地斷裂構造比較發育，市區共有斷裂16條，均為正斷層，產狀較陡，傾角75°～88°，規模大小不一。由于三門峽地區大部分被第四紀黃土覆蓋，斷裂構造多呈隱伏狀態，故其規模、展布方向和位置、力學性質等斷裂特征多具有推測性質。

三、地形地貌

三門峽城區北依黃河，東靠磁鐘塬，南接張村塬、張汴塬，西接靈寶大王鎮，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。

三門峽城區總體的地貌以黃土階地地貌和帶狀河流階地地貌為主。區內南、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沉積物，具有一系列內部物質成分和外部特征，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；垂直節理發育；一般有肉眼可見的大孔隙。

當缺少其中一項或幾項特征的稱黃土狀土。

五、濕陷性黃土的物理性質

（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晶構造，也可以是非結晶構造，如二氧化硅和氫氧化鐵。不同地質時代的黃土，其顆粒組成不同，第四紀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60%以上，其中細粉粒（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，當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，一般工程常用干重度和孔隙比反映土的密實度。

（三）干重度和孔隙比

三門峽城區干重度是衡量黃土密實度的一個重要指標，與土的濕陷性有較明顯的關系，一般干重度小，濕陷性強，反之，則弱。其變化范圍在12.8-16.3kN/m3。干重度除與本身密實度有關外，還與土中各種礦物成分的含量和含鹽量有關。一般而言當干重度超過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，大多數在0.90～1.1。當然，對于某些砂粒含量較多的次生黃土是例外，大多數情況下，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。大多數情況下，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%。不同季節取樣含水量可相差2%-5%。經驗表明，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%，多數在40%-50%，處于稍濕狀態，隨飽和度增加，濕陷性減弱，當飽和度接近80%時，濕陷性基本消失。

六、地質條件

（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狀態為主。

（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）商務中心區，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、結論

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