粉土在飽水狀態下易於散化與結構軟化

❶ 判斷地基液化時什麼叫飽和土，為什麼飽和土只有粉土和黏土兩類，不能有別的嗎，比如回填土

在抗震設計規范里，就只有你說的兩種土質和沙土，回填土都含有有機雜質，反倒不容易液化。而對於上面三種土質，很容飽含水（最大含水率），而且粉土和黏土飽含水後承載強度降低（軟化），一旦遇到有振動，當然會液化，這是不容置疑的。但沙土飽含水後承載力不一定降低（尤其當含砂率達到70%後），但這是有一定條件的，就是不能有流動的空間，否則有承載力也是假的。所以當沙土遇到外圍有振動時，因為有流動性特點，也會產生液化效果。

❷ 岩土體的工程地質分類和鑒定

一、岩體

（一）岩體（岩石）的基本概念岩體（岩石）是工程地質學科的重要研究領域。岩石和岩體的內涵是有區別的兩個概念，又是密不可分的工程實體。在《建築岩土工程勘察基本術語標准》（JG J84-92）中給出的岩石定義是：天然產出的具有一定結構構造的單一或多種礦物的集合體。岩石的結構是指岩石組成物質的結晶程度、大小、形態及其相互關系等特徵的總稱。岩石的構造是指岩石組成物質在空間的排列、分布及充填形式等特徵的總稱。所謂岩體，就是地殼表部圈層，經建造和改造而形成的具有一定岩石組分和結構的地質體。當它作為工程建設的對象時，可稱為工程岩體。岩石是岩體內涵的一部分。

岩體（岩石）的工程分類，可以分為基本分類和工程個項分類。基本分類主要是針對岩石而言，根據其地質成因、礦物成分、結構構造和風化程度，用岩石學名稱加風化程度進行分類，如強風化粗粒黑雲母花崗岩、微風化泥質粉砂岩等。岩石的基本分類，在本書第一篇基礎地質中有系統論述。工程個項分類，是針對岩體（岩石）的工程特點，根據岩石物理力學性質和影響岩體穩定性的各種地質條件，將岩體（岩石）個項分成若干類別，以細劃其工程特徵，為岩石工程建設的勘察、設計、施工、監測提供不可缺少的科學依據，使工程師建立起對岩體（岩石）的明確的工程概念。岩石按堅硬程度分類和按風化程度分類即為工程個項分類。

在岩體（岩石）的各項物理力學性質中，岩石的硬度是岩體最典型的工程特性。岩體的構造發育狀況體現了岩體是地質體的基本屬性，岩體的不連續性及不完整性是這一屬性的集中反映。岩石的硬度和岩體的構造發育狀況是各類岩體工程的共性要點，對各種類型的工程岩體，穩定性都是最重要的，是控制性的。

岩石的風化，不同程度地改變了母岩的基本特徵，一方面使岩體中裂隙增加，完整性進一步被破壞；另一方面使岩石礦物及膠結物發生質的變化，使岩石疏軟以至鬆散，物理力學性質變壞。

（二）岩石按堅硬程度分類

岩石按堅硬程度分類的定量指標是新鮮岩石的單軸飽和（極限）抗壓強度。其具體作法是將加工製成一定規格的進行飽和處理的試樣，放置在試驗機壓板中心，以每秒0.5～1.0M Pa的速度加荷施壓，直至岩樣破壞，記錄破壞荷載，用下列公式計算岩石單軸飽和抗壓強度：

深圳地質

式中：R為岩石單軸飽和抗壓強度，單位為MPa；p為試樣破壞荷載，單位為N；A為試樣截面積，單位為mm²。

對岩石試樣的幾何尺寸，國家標准《工程岩體試驗方法標准》（GB/T50266-99）有明確的規定，試樣應符合下列要求：①圓柱體直徑宜為48～54mm；②含大顆粒的岩石，試樣的直徑應大於岩石的最大顆粒尺寸的10倍；③試樣高度與直徑之比宜為2.0～2.5。

在此標准發布之前，岩石抗壓強度試驗的試樣尺寸要求如下：極限抗壓強度大於75M Pa時，試樣尺寸為50mm×50mm×50mm立方體；抗壓強度為25～75MPa時，試樣尺寸為70mm×70mm×70mm立方體；抗壓強度小於25MPa時，試樣尺寸為100mm×100mm×100mm立方體。

（G B/T 50266-99）的規定顯然是為了方便取樣，以金剛石鑽頭鑽探，取出的岩心進行簡單的加工，即可成為抗壓試樣。岩樣的尺寸效應對岩石抗壓強度是略有影響的。

岩石按堅硬程度分類，各行業的有關規定，雖然各自表述方式有所區別，但其標準是基本一致的（表2-2-1）。

表2-2-1 岩石堅硬程度分類

除了以單軸飽和抗壓強度這一定量指標確定岩石堅硬程度外，尚可按岩性鑒定進行定性劃分。國標：建築地基基礎設計規范（GB50007-2002）按表2-2-2進行岩石堅硬程度的定性劃分。其他規范的劃分標准大同小異。

表2-2-2 岩石堅硬程度的定性劃分

岩石堅硬程度的劃分，無論是定量的單軸飽和抗壓強度，還是加入了風化程度內容的定性標准，都是用於確定小塊岩石的堅硬程度的。岩石的單軸飽和抗壓強度是計算岩基承載力的重要指標。

（三）岩石按風化程度分類

關於岩石風化程度的劃分及其特徵，國家規范和各行業的有關規范中均有規定，其分類標准基本一致，表述略有差異。表2-2-3至表2-2-10是部分規范給出的分類標准。

表2-2-3《工程岩體分級標准》（GB50218-94）岩石風化程度劃分表

表2-2-4《岩土工程勘察規范》（GB50021-2001）岩石按風化程度分類表

續表

表2-2-5《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTJ024-85）岩石風化程度劃分表

表2-2-6《水利水電工程地質勘察規范》（GB50287-99）岩體風化帶劃分表

《港口工程地質勘察規范》（JTJ240-97）、《港口工程地基規范》（JTJ250-98）岩體風化程度的劃分按硬質、軟質岩體來劃分，硬質岩石岩體風化程度按表2-2-7劃分。軟質岩石岩體風化程度按表2-2-8劃分。

表2-2-7 硬質岩石岩體風化程度劃分表

表2-2-8 軟質岩石岩體風化程度劃分表

表2-2-9《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》（GB5037-1999）岩石風化程度分類表

續表

表2-2-10 廣東省《建築地基基礎設計規范》（DBJ15-31-2003）岩石風化程度劃分表

國家標准《建築地基基礎設計規范》（GB5007-2002）對岩石的風化只有第4.1.3條作如下敘述：岩石的風化程度可分為未風化、微風化、中風化、強風化和全風化。未列表給出風化特徵，但在岩石堅硬程度的定性劃分中（表A.0.1）把不同風化程度的岩石歸類到了岩石堅硬程度的類別中。

深圳市標准：《地基基礎勘察設計規范》（報批稿）關於岩石風化程度的劃分標准，基本採用了《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》GB（50307-1999）的表述形成和內容（表2-2-9），文字略有調整。

縱觀各類規范對岩石風化程度的劃分，可以看出：

1）除個別規范未列出未風化一類外，岩石風化程度的劃分均為未風化、微風化、中等（弱）風化、強風化和全風化。特徵描述簡繁不一，中等風化與弱風化相對應的風化程度略有差別。

2）風化程度的特徵描述，主要是岩石的結構構造變化、節理裂隙發育程度、礦物變化、顏色變化、錘擊反映、可挖（鑽）性等方面來定性劃定。部分規范用波速和波速比及風化系數來定量劃定是對岩石風化程度確定的有力支撐。

3）從新鮮母岩到殘積土的風化過程是連續的，有些規范把殘積土的特徵描述放在岩石風化程度劃分表中，有一定的道理。國際標准：ISO/TC182/SC，亦將風化程度分為五級，並列入了殘積土。從工程角度考慮，殘積土對母岩而言已經發生了全面質的變化，物理力學性質和對它的理論研究已屬松軟土，表中對殘積土特徵的表述對區別殘積土與全風化岩是有現實意義的。

4）國家標准：《工程岩體分級標准》中「岩石風化程度的劃分」（表2-2-3）看似簡單，規范「條文說明」解釋了這一現象，表2-2-3關於岩石風化程度的劃分和特徵的描述，僅是針對小塊岩石，為表2-2-2服務的，它並不代表工程地質中對岩體風化程度的定義和劃分。表2-2-2是把岩體完整程度從整個地質特徵中分離出去之後，專門為描述岩石堅硬程度作的規定，主要考慮岩石結構構造被破壞，礦物蝕變和顏色變化程度，而把裂隙及其發育情況等歸入岩體完整程度這另一個基本質量分級因素中去。

5）上述列表中可以看出，某些規范把硬質岩石和軟質岩石的風化程度劃分區別開來，而《工程岩體分級標准》中「岩石堅硬程度的定性劃分」表（2.2-2）將風化後的硬質岩劃入軟質岩中。這里有兩個概念不可混淆：一是從工程角度看，硬質岩石風化後其工程性質與軟質岩相近，可等同於軟質岩；二是新鮮岩石中是存在軟質岩的，如深圳的泥質砂岩、泥岩、頁岩等。

6）相鄰等級的風化程度其界線是漸變的、模糊的，有時不一定能劃出5個完整的等級，如碳酸鹽類岩石。在實際工作中要按規范的標准，綜合各類信息，結合當地經驗來判斷岩石的風化等級。

（四）岩體的結構類型

在物理學、化學及其地質學等學科中對「結構」這一術語的概念是明確的，但有各自的含義，如原子結構、分子結構、晶體結構、礦物結構、岩石結構、區域地質結構、地殼結構等等，岩體作為工程地質學的一個主要研究對象，提出「岩體結構」術語的意義是十分明確的。

岩體結構有兩個含義，可以稱之為岩體結構的兩個要素：結構面和結構體。結構面是指層理、節理、裂隙、斷裂、不整合接觸面等等。結構體是岩體被結構面切割而形成的單元岩塊和岩體。結構體的形狀是受結構面的組合所控制的。

事實上，所有與岩石有關的工程，除建築材料外，都是與有較大幾何尺寸的岩體打交道，岩石經過建造成岩（岩漿岩的浸入，火山岩的噴出，沉積岩的層狀成沉積，變質岩的混合與動力變質）及後期的改造（褶皺、斷裂、風化等），使得岩體的完整性遭到了巨大的破壞，成為了存在大量不同性質結構面的現存岩體。為了給工程界一個明朗的技術路線，不妨以建造性結構面和改造性結構面（軟弱結構面）為基礎，從各自側面首先對岩體結構基本類型進行研究，其次將兩方面的成果加以綜合，即可得出關於岩體結構基本類型的完整概念（圖2-2-1）。

（1）以建造性結構面為主的岩體結構基本類型的劃分（表2-2-11）

表2-2-11 建造性結構面的岩體結構分類

（2）以改造性結構面（軟弱結構面）為主的岩體結構類型的劃分（表2-2-12）

表2-2-12 改造結構面為主的岩體結構分類

圖2-2-1 岩體結構示意圖

（3）由建造性結構面和改造性結構面形成的三維岩體

三維岩體表現出了復雜多變的岩體結構特徵，將其綜合歸納，形成了較系統的岩體結構類型（表2-2-13）。

表2-2-13 岩體結構類型及其特徵

表中表述的岩體結構類型及其特徵基本上涵蓋了深圳地區岩體的全部結構類型。

（4）岩體完整程度的劃分

地質岩體在建造和改造的過程中，岩體被風化、被結構面切割，使其完整性受到了不同程度的破壞。岩體完整程度是決定岩體基本質量諸多因素中的一個重要因素。影響岩體完整性的因素很多，從結構面的幾何特徵來看，有結構面的密度，組數、產狀和延展程度，以及各組結構面相互切割關系；從結構面形狀特徵來看，有結構面的張開度、粗糙度、起伏度、充填情況、水的賦存等。從工程岩體的穩定性著眼，應抓住影響穩定性的主要方面，使評判劃分易於進行。在國標：《工程岩體分級標准》（GB50218-94）中，規定了用結構面發育程度、主要結構的結合程度和主要結構面類型作為劃分岩體完整程度的依據，以「完整」到「極破碎」的形象詞彙來體現岩體被風化、被切割的劇烈變化完整程度（表2-2-14）。

表2-2-14 岩體完整程度的定性分類表

在1994版的《岩土工程勘察規范》中，未見此表。很明顯，此表在《工程岩體分級標准》中出現後，在2001版修訂後的《岩土工程勘察規范》中得到了確認和使用。

（五）岩體基本質量分級

自然界中不同結構類型的岩體，有著各異的工程性質，岩石的硬度、完整程度是決定岩體基本質量的主要因素。在工程實踐中，系統地認識不同質量的工程岩體，針對其特徵性採取不同的設計思路和施工方法是科學進行岩體工程建設的關鍵。

1994年，國家標准《工程岩體分級標准》（50218-94）給出了岩體基本質量分級的標准（表2-2-15）。在此之前發布的國家標准《岩土工程勘察規范》（GB50021-94），該表是作為洞室圍岩質量分級標準的。在2001年修訂的《岩土工程勘察規范》（GB50021-2001）中，岩體基本質量分級以表2-2-15的形式來分類，岩體基本質量等級按表2-2-16分類。

表2-2-15 岩體基本質量分級

表2-2-16 岩體基本質量等級分類

（六）岩體圍岩分類

地鐵、公路、水電、鐵路以及礦山工程等行業，均有地下洞室和隧道（巷道）開挖，工程勘察均需對工程所處的圍岩進行分類。不同的規范對圍岩的分類方法略有不同。

1.隧道圍岩

《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》（GB50307-1999）和《公路工程地質勘察規范》（JTJ064-98）規定，隧道圍岩分類按表2-2-17劃分。

表2-2-17 隧道圍岩分類

續表

2.圍岩工程地質

《水利水電工程地質勘察規范》（GB50287-99）規定，在地下洞室勘察時，應進行圍岩工程地質分類。分類應符合表2-2-18規定。

表2-2-18 圍岩工程地質分類

上表中的圍岩總評分T為岩石強度、岩體完整程度、結構面狀態、地下水和主要結構面產狀5項因素之和。各項因素的評分辦法在該規范中均有明確規定。圍岩強度應力比亦有專門的公式計算。

3.鐵路隧道圍岩

《鐵路工程地質勘察規范》（TB10012-2001）規定，隧道工程地質調繪時，應根據地質調繪、勘探、測試成果資料，綜合分析岩性、構造、地下水及環境條件，按表2-2-19分段確定隧道圍岩分級。

表2-2-19 鐵路隧道圍岩的基本分級

續表

該規范還規定，鐵路隧道圍岩分級應根據圍岩基本分級，受地下水，高地應力及環境條件等影響的分級修正，綜合分析後確定。關於岩體完整程度的劃分，地下水影響的修正，高地應力影響的修正及環境條件的影響，規范中都有明確的規定。

4.井巷工程圍岩

礦山工程中的井巷工程，其功能和結構更為多樣，所以井巷工程對圍岩的分類更加詳盡，各種定性和定量指標明顯多於其他標准。《岩土工程勘察技術規范》（YS5202-2004、J300-2004）規定，井巷工程評定圍岩質量等級按表2-2-20劃分圍岩類別。

表2-2-20 井巷工程圍岩分類

續表

續表

5.工程岩體

國家規范：《錨桿噴射混凝土支護技術規范》（GB50086-2001）從工程岩體支護設計和施工的需要出發，給出圍岩分級表，與表2-2-20相比，僅少了Ⅵ、Ⅶ兩類，主要工程地質特徵少了岩石質量指標RQD和岩體及土體堅固性系數兩欄，其他完全相同。

（七）岩質邊坡的岩體分類

《建築邊坡工程技術規范》（GB50330-2002）對岩質邊坡的岩體分類方法，見表2-2-21

表2-2-21 岩質邊坡的岩體分類（GB50330-2002）

續表

表2-2-22 岩體完整程度劃分

（八）深圳地區岩體分類、鑒定中存在的問題和改進意見

1）深圳地區的建築工程除大量的房屋建築外，公路（道路）橋梁、水利、地鐵、鐵路等均有大量的投資建設，各行業對岩體質量等級的劃分在執行不同規范的分類標准。在當前情況下，這一狀況將繼續下去。但是，對某一岩體的不同分類標准，僅僅是某一行業的習慣性作法。宏觀上看不同分類標準的具體內容並無原則性的區別。無論採用哪種標准都不應該影響岩體評價的正確性。

2）岩體工程特性的評價中，岩體的結構分類應該受到足夠的重視。尤其是高大邊坡、地質災害評估等岩體結構對岩體穩定起主導作用的工程項目。只有採取多種科學勘察手段和縝密地進行分析，岩體的結構特徵才能弄清楚。

3）岩石風化程度的判斷，現場工作除很具經驗的野外觀察和標准貫入試驗外，應多採用岩體波速測試方法，使之成為常用方法之一。准確的波速測試結果，可能比標貫試驗所得結果更能准確地判斷岩石的風化程度。

4）岩石的風化程度是隨埋藏深度的增加而減弱的，風化岩石的強度則是隨埋藏深度的增加而增加的。為了充分發揮地基承載力，深圳市地基基礎勘察設計規范（送審稿）將厚層花崗岩強風化帶分為上、中、下3個亞帶，其劃分方法見表2-2-23。

表2-2-23 厚層花崗岩強風化帶細分

需要指出的是，花崗岩的風化規律一般是上部風化嚴重，隨深度增加而減弱，但也有個別情況，有時隨深度增加風化程度並無明顯變化，故在劃分風化亞帶時，應視強風化帶的厚度和風化程度改變的深淺，也可以劃分一個亞帶或兩個亞帶，不可強求一律劃分為3個亞帶。

龍崗區的碳酸鹽類岩石——灰岩、白雲岩、大理岩等基本上不存在全風化和強風化層。由於構造的影響或是其他某種原因（如表面溶蝕劇烈），可能岩石的裂隙比較發育，塊度比較小。

二、土體

（一）土體的含義及其工程地質分類

土是泛指還沒有固結硬化成岩石的疏鬆沉積物。土是堅硬岩石經過破壞、搬運和沉積等一系列作用和變化後形成的。土多分布在地殼的最上部。工程地質學把土看作與構成地殼的其他岩石一樣，均是自然歷史的產物。土的形成時間、地點、環境以及形成的方式不同，其工程地質特性也不同。因此在研究土的工程性質時，強調對其成因類型和地質歷史方面的研究具有特殊重要意義。

土的工程地質分類有以下特點：①分類涵蓋自然界絕大多數土體；②同類或同組的土具備相同或相似的外觀和結構特徵，工程性質相近，力學的理論分析和計算基本一致；③獲取土的物理力學指標的試驗方法基本相同；④工程技術人員，從土的類別可以初步了解土的工程性質。

土的工程地質分類是以鬆散粒狀（粗粒土）體系和鬆散分散（細粒土）體系的自然土為對象，以服務於人類工程建築活動為目的的分類。分類的任務是將自然土按其在人類工程建築活動作用下表現出的共性劃分為類或組。

合理的工程地質分類，具有以下實際用途：①根據土的分類，確定土的名稱，它是工程地質各種有關圖件中劃分土類的依據；②根據各類土的工程性質，對土的質量和建築性能提出初步評價；③根據土的類型確定進一步研究的內容、試驗項目和數量、研究的方法和方向；④結合反映土體結構特徵的指標和建築經驗，初步評價地基土體的承載能力和斜坡穩定性，為基礎和邊坡的設計與施工提供依據。

土的工程地質分類有普通的和專門的兩類。普通分類的劃分對象包括人類工程活動可能涉及的自然界中的絕大多數土體，適用於各類工程，分類依據是土的主要工程地質特徵，如碎石土、砂土、黏性土等。專門分類是為滿足某類工程的需要，或者根據土的某一或某幾種性質而制定的分類，這種分類一般比較詳細，比如砂土的密實度分類，黏性土按壓縮性指標分類等等。應當指出的是，普通分類與專門分類是相輔相成的，前者是後者的基礎，後者是前者的補充和深化。

（二）國外土的工程分類概況

近幾十年來，國外在土的工程地質分類研究方面有很大進展，工業和科學技術發達的主要國家，都分別先後制定了各自全國統一的分類標准（表2-2-24）。其中英國、日本、德國的分類均以美國分類為藍本，結合各自國情適當調整、修改而制定的。

表2-2-24 一些國家的土質分類簡況

上述各國的土質分類，都採用了統一分類體系和方法，不僅使各自國內對土質分類有了共同遵循的依據，而且體現了國際統一化的趨勢，以促進國際交流與合作。

下列美國的統一分類法（表2-2-25）作為樣本，以了解國外分類的標准和方法。

表2-2-25 美國的土的統一分類法

續表

（三）國內土的工程分類

1.統一分類法

1990年，國家標准《土的分類標准》（GBJ 145-90）發布，並於1991年8月起執行。在此之前或之後，水利水電、公路交通等行業土的分類標准與GBJ 145-90標准沒有明顯區別。（GBJ 145-90）土的分類如表2-2-26和表2-2-27所示。

表2-2-26 粒組的劃分

表2-2-27 土質分類表

2.建築分類法

國標《建築地基設計規范》（GB50007-2002）土的分類方法（簡稱：建築分類法）如表2-2-28。這是從早期《工業與民用建築地基基礎設計規范》（TJ7-74）（試行）到《建築地基基礎設計規范》（GBJ7-89）一直延續下來的土的分類標准。在TJ7-74規范之前，我國一直沿用前蘇聯規范（HИTY127-55）。建築分類法在房屋建築地基基礎工程或類似的工程中廣泛運用，這在不少行業規范中得以反映，此分類方法也為廣大工程技術人員所熟知。目前深圳除公路、鐵路行業外，大多採用此分類標准，並納入到深圳市的地方標准之中。

表2-2-28 土的分類

（四）土的狀態分類

土的狀態分類屬專門分類。對於某種行業或某類工程，土的狀態標準是有所區別的，現以《岩土工程勘察規范》（50021-2001）中規定的最常用的分類標准，對碎石土、砂土、粉土的密實度和對粉土的濕度及黏性土的狀態進行分類，見表2-2-29至表2-2-34。

表2-2-29 碎石土密實度按M_63.5分類

表2-2-30 碎石土密實度按N₁₂₀分類

表2-2-31 砂土密實度分類

表2-2-32 粉土密實度分類

表2-2-33 粉土濕度分類

表2-2-34 黏性土狀態分類

（五）土的現場鑒別方法

1.碎石土密實度現場鑒別方法（表2-2-35）

表2-2-35 碎石土密實度現場鑒別

2.砂土分類現場鑒別方法（表2-2-36）

表2-2-36 砂土分類現場鑒別

3.砂土密實度現場鑒別方法（表2-2-37）

表2-2-37 砂土密實度現場鑒別

4.砂土濕度的現場鑒別方法（表2-2-38）

表2-2-38 砂土濕度現場鑒別

5.粉土密實度現場鑒別方法（表2-2-39）

表2-2-39 粉土密實度現場鑒別

6.粉土濕度現場鑒別方法（表2-2-40）

表2-2-40 粉土濕度現場鑒別

7.黏性土狀態現場鑒別方法（表2-2-41）

表2-2-41 黏性土狀態現場鑒別

8.有機質土和淤泥質土的分類

土按有機質分類和鑒定方法，《岩土工程勘察規范》（GB50021—2001）的分類方法見表2-2-42。深圳市沿海近岸地區存在大量淤泥或淤泥質土，在上更新統（Q₃）的雜色黏土中，有一層泥炭質土，局部有泥炭層發育。

表2-2-42 土按照有機質分類

（六）土的定名和描述

1.統一分類法定名

1）巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒組、級配、所含細粒的塑性高低可劃分為16種土類；細粒土按塑性圖、所含粗粒類別以及有機質多寡劃分16種土類。

2）土的名稱由一個或一組代號組成：一個代號即表示土的名稱，由兩個基本代號構成時，第一個代號表示土的主成分，第二個代號表示副成分（土的級配或土的液限）；由3個基本代號構成時，第一個代號表示土的主成分，第二個代號表示液限；第三個代號表示土中微含的成分。

《土的分類標准》（G B J145-90），對特殊土的判別，列出了黃土，膨脹土和紅黏土。對花崗岩殘積土並沒有特別加以說明。根據深圳有關單位的經驗，花崗岩殘積土中的礫質黏性土相當於G B J145-90中的含細粒土礫，代號GF；砂質黏性土相當於細粒土質礫，代號GC-GM；黏性土相當於高液限粉土一低液限粉土，代號M H-M L。對淤泥和淤泥質土，G B J145-90分的不細，從工程需要出發，淤泥和淤泥質土的分類宜按建築行業標准。

2.建築行業定名

建築行業定名依照下列幾個標准：

1）土名前冠以土類的成因和年代。

2）碎石土和砂土按顆粒級配定名。

3）粉土以顆粒級配及塑性指數定名。

4）黏性土以塑性指數定名。

5）對混合土按主要土類定名並冠以主要含有物，如含碎石黏土，含黏土角礫等。

6）對同一土層中有不同土類呈韻律沉積時，當薄層與厚層的厚度比大於三分之一時，宜定為「互層」；厚度比為十分之一至三分之一時，宜定為「夾層」；厚度比小於十分之一的土層且多次出現時，宜定為「夾薄層」。當土層厚度大於0.5m時，宜單獨分層。

3.土的描述內容

（1）當按統一分類法（GBJ145-90）定名時，應按下列內容描述

1）粗粒土：通俗名稱及當地名稱；土顆粒的最大粒徑；巨粒、礫粒、砂粒組的含量百分數；土顆粒形狀（圓、次圓、稜角或次稜角）；土顆粒的礦物成分；土顏色和有機質；所含細粒土成分（黏土或粉土）；土的代號和名稱。

2）細粒土：通俗名稱及當地名稱；土顆粒的最大粒徑；巨粒、礫粒、砂粒組的含量百分數；潮濕時土的顏色及有機質；土的濕度（干、濕、很濕或飽和）；土的狀態（流動、軟塑、可塑或硬塑）；土的塑性（高、中或低）；土的代號和名稱。

（2）當按建築分類法（GB50007-2002）定名時，應按下列內容描述

1）碎石土：名稱、顆粒級配、顆粒排列、渾圓度、母岩成分、風化程度、充填物的性質和充填程度、膠結性、密實度及其他特徵。

2）砂土：名稱、顏色成分、顆粒級配、包含物成分及其含量、黏粒含量、膠結性、濕度、密實度及其他特徵。

3）粉土：名稱、顏色、包含物成分及其含量、濕度、密實度、搖振反應及其他特徵。

4）黏性土：名稱、顏色、結構特徵、包含物成分及其含量、搖振反應、光澤反應、干強度、韌性、異味及其他特徵。

5）特殊性土：除應描述上述相應土類的內容外，尚應描述其特徵成分和特殊性質，如對淤泥尚需描述臭味、有機質含量；對填土尚需描述物質成分、堆積年代、密實度和均勻程度等。

6）互層（夾層）土：對具有互層、夾層、夾薄層特徵的土，尚應描述各層的厚度及層理特徵。

❸ 為什麼飽和砂土、粉土在地震作用下容易發生液化現象

這個是土動力學的范疇。
砂土、粉土顆粒比較大，黏性比較差，既留不住水，自己也不老實。留不住水，僅剩的那點黏性顆粒就隨水流一起沖刷走了，自己不老實，一遇到大的震動它就分崩離析。土動力學那幫苦崽兒好像管這個叫振動液化現象，特徵是短時間內構造強度大幅下降。

❹ 德商高速公路鄄城黃河大橋橋基砂土液化綜合評判

邢永強

（河南省國土資源科學研究院地質環境所，鄭州 450053）

《隧道建設》，文章編號：1672-741X-(2006)-03-0017-04

摘要 德商高速公路鄄城黃河大橋橋位區地震活動頻繁，地基飽水的粉、細砂層發育。通過場地液化勢宏觀和微觀判別，對橋區地基進行了液化綜合評判，計算了橋區地基液化指數，劃分了液化等級；指出砂土液化必須採用多種方法進行綜合判別，以提高液化判別的可靠性。

關鍵詞 砂土液化 場地液化勢 綜合評判

1 引言

地基液化是地震所引起的顯著震害之一，地震引起的砂土液化導致建築物整體失穩等現象越來越受到人們的關注。我國1966～1976年期間先後發生的邢台、海城和唐山3次強地震事件，都伴隨著大范圍的地震液化，致使建築物倒塌，造成了嚴重經濟損失和人員傷亡。地基的抗震問題中最突出的是飽和砂土的液化，若能事先准確判別液化，就可在設計中採取適當措施加以預防；如果漏判、誤判，將會給工程留下安全隱患。在烈度值較高的地區進行工程建設，液化判別是可液化地基需要解決的首要問題。

飽和砂土的地震液化是基於多種因素共同作用的一個復雜過程，其內因在於砂土質條件，如相對密度、顆粒級配、平均粒徑、不均勻系數、滲透系數、塑性指數、粘粒含量、土體結構及超固結比等，即地基土質條件；外因在於動荷條件，如震級大小、幅值、頻率、歷時及方向等，主要指區域地震條件；媒因即催化因素，埋藏條件（包括上覆地層的排水條件、有效壓力及應力歷史等）、場地地形地貌、地下水作用、地基與建築物的相互作用等，主要指場地條件。對於地震液化的評價，實質上就是對上述各種因素在給定條件下可能產生的作用進行全面的估計。本文通過場地液化勢宏觀判別與微觀判別相結合的方法對橋位區的砂土液化進行了比較詳細的綜合評判，並以此為例，探討評判中值得研究的問題和方法，以便今後能盡量合理地評價在地震作用下的飽和砂土的液化問題。

2 工程概況

擬建鄄城黃河公路大橋是一座橫跨黃河的特大橋梁，地處山東省西南部鄄城縣以北，位於山東、河南兩省交界處，地理位置在東經115°15′～115°35′，北緯35°35′～36°00′之間，是規劃建設的德（州）至商（丘）高速公路的一個重要控制工程，起點樁號K199+150，終點樁號K206+870，全長7.720km，工程投資估算總金額為9.12億元。鄄城黃河公路大橋的建設，將成為解決擬建的德州至商丘高速公路運輸的關鍵；對改善我國公路交通網，晉煤東運、中原油田的開發等均具有重要意義。

3 橋基場地岩土工程條件

擬建大橋橋位區（以下稱評估區）位於黃河中下游，地處黃河沖積平原，屬華北平原的一部分；黃河兩岸為廣闊的河漫灘地，地形平坦開闊，地層地貌總體變化不大，為河漫灘相二元結構。地基土主要以第四系全新統沖積低液限亞砂土為主，夾薄層低液限亞粘土和粉細砂，黃色、黃褐色、灰黃色，粘粒平均含量小於7%，軟塑或流塑狀，容許承載力80～110kPa。由於地下水位埋藏較淺（0.00～3.00m），上部砂性土、黏性土常處於地下水位以下，土層鬆散飽和、力學強度較低，工程地質條件較差，壓縮性高，結構疏鬆不均勻，層位、層次變化大，常以互層狀、薄層狀及透鏡體狀出現；標貫擊數為3～13擊，底板埋深25～30m（河南省國土資源科學研究院，2005）。

4 評估區地質構造

評估區位於中國三級階梯的中後部，區域大地構造上屬中朝准地台，地處新華夏系第二沉降帶東濮凹陷與魯西隆起區菏澤斷凸的交匯地帶，區域地質構造較復雜。評估區處於魯西隆起的西部邊緣，處於斷裂強烈活動帶，較大斷裂主要有：西側為呈南北向分布的聊蘭大斷裂，南側呈東西向分布的鄆城斷裂，東部呈南北向分布的曹縣斷裂，范縣與鄄城交界處呈東西向分布的范梁斷裂，范梁斷裂沿鄄城北部伸入范縣境與聊蘭斷裂交會，橋位北岸接該斷裂呈現垂直交叉態勢。其中，聊蘭大斷裂為本區的主要控震斷裂，該斷裂為新華夏系構造體系，生成時間晚、規模大，新生代乃至全新世仍有強烈活動跡象；該斷裂使東西兩側菏澤斷凸與東濮凹陷落差最大達7 000餘m，成為東濮凹陷與魯西隆起的主要分界斷層。西部凹陷區的持續下降，沉積了巨厚的新生代地層，凹陷區與東部相對穩定的魯西隆起之間產生強大的剪切能，在交界斷層上逐漸集聚，促使斷層深部撕裂和淺部滑動，成為強震源泉，形成了范縣、鄄城、菏澤地震構造帶。國家地震局將該地區列為地震重點監視區，對各類工程建設有較大影響。

5 地震活動概況

評估區位於華北平原地震帶南端，歷史上鄄城、范縣及附近地區發生2.0級以上地震部分記錄見表1。國家地震局通過分析華北地區歷史上發生的地震，得出地震活動具有周期性的規律，活躍期之間為穩定期，其中活躍期如下：

第一活躍期：1022～1068年共46年，後接平靜期140年；

第二活躍期：1209～1368年共159年，後接平靜期115年；

第三活躍期：1484～1730年共246年，後接平靜期84年；

第四活躍期：1815～現在（未結束）。

評估區區域新構造運動強烈，構造上處在華北第二沉降帶和第三隆起帶過渡帶，是華北第4個地震活動期內強震的空白地段。3級以上地震發生頻率為23年/次，大部分的強震都集中在斷裂帶交會的部位。根據本區新構造運動非常活躍的特點，推測本區地震今後仍會頻繁發生。

根據國家質量技術監督局發布的GB18306—2001《中國地震動參數區劃圖》，評估區內地震動峰值加速度為0.20 g，評估區內地震基本烈度為Ⅷ度。

表1 鄄城、范縣及附近地震部分記錄一覽表Table1 The partial earthquake records in Juancheng，Fan county and nearby regions

6 場地液化勢宏觀判別

場地液化勢宏觀判別主要考慮下列3個因素：地基土質條件、區域地震條件和場地條件。

6.1 地基土質條件

（1）砂土類型：從唐山和海城地震地表噴砂的粒度分析，七度區液化砂土主要為粉、細砂及部分亞粘土，其平均粒徑D₅₀介於0.021～0.170mm之間，不均勻系數U_c介於1.9～3.4之間，而粒徑D₅₀小於0.005mm的粘粒含量不大於10%。評估區內粉土的粘粒（粒徑小於0.005mm的顆粒）含量百分率小於7%，不均勻系數U_c介於2.0～3.6之間，具備砂土液化形成條件。

（2）砂土密實度：地震時，鬆散、飽水的砂土比密實狀態下的砂土更易液化。因為飽和砂土受震動作用時產生的孔隙水壓力與土的密度有密切的關系，土的密度越小，自由水越多，孔隙水壓力就越大。因此，砂土的相對密度是判別是否產生地震液化的定性指標之一。從海城、唐山地震經驗來看，砂的相對密度如大於0.55，七度區可不發生液化；由於標貫值N_63.5值越小，表示土越松，其沉降液化量也越大，所以實際工程中，砂土的相對密度一般可根據所得實際土層的標准貫入錘擊數N_63.5查得相對密度。評估區內標貫擊數為3～13擊，砂土的相對密度在0.28～0.58之間。

6.2 區域地震條件

地震強度和歷時是產生液化的一個必要條件。研究表明，在一定條件下，地震強度越大，震動歷時越長，砂土越容易液化。據宏觀經驗，液體一般出現在地震烈度大於Ⅵ度地區；按海城、唐山和國外一些震例調查結果，一般可液化區的烈度為Ⅶ度。評估區區域新構造運動強烈，處於范縣、鄄城、菏澤地震構造帶內，國家地震局將該地區列為地震重點監視區；評估區內地震基本烈度為Ⅷ度，正處於可液化區的烈度值之內。

6.3 場地條件

（1）地質地貌特徵：砂土液化的發生與一定的地質地貌特徵有著內在聯系。據唐山地震時76個液化點和15個非液化點的工程地質資料統計：砂土液化分布較多的地貌單元分別為沖積平原區，Ⅰ級階地、河漫灘，地層時代為Q_4-新兩種。國外學者Youd和Perkins的研究結果表明：飽和鬆散的水力沖填土差不多總會液化。評估區為全新統，位於黃河中下游，地處黃河沖積平原，由現代河床、Ⅰ級階地及河漫灘地貌單元組成，具備容易液化的地質地貌特點。

（2）埋基深度及地下水位情況：砂土埋藏深度多數在地表30m范圍內，少數大於30m，地下水埋深極淺（0.00～3.00m），根據海城、唐山地震的統計資料表明，地下水位深度3m以內地區易發生液化，因而當地下水位高於液化層層頂或較為接近時，孔隙水動水壓力容易產生作用，形成足夠的水壓，使砂土顆粒處於懸浮狀態達到完全液化。

綜上所述砂土液化判別結果：評估區區域新構造運動強烈，處於地震構造帶內，地震基本烈度為Ⅷ度；區內為全新統，地處黃河沖積平原，由現代河床、Ⅰ級階地及河漫灘地貌單元組成；粘粒（粒徑小於0.005mm的顆粒）含量百分率小於7%，不均勻系數U_c介於2.0～3.6之間，相對密度在0.28～0.58之間，地下水埋深極淺（0.00～3.00m），具備砂土液化形成的區域地震條件、地基土質條件以及場地條件。

7 場地液化勢微觀判別

有關液化判別的微觀方法很多，筆者主要採用標准貫入試驗法、剪切波速法和靜力觸探法對場地的液化勢進行判別。

7.1 標准貫入試驗法評判

當飽和土標准貫入錘擊數（未經桿長修正）小於液化判別標准貫入錘擊數臨界值時，則判為液化，否則不液化。在地面以下15m深度范圍內，液化判別標准貫入錘擊數臨界值按下式（建築抗震設計規范GB50011—2001，2001）計算：

N_cr=N₀［0.9+0.1（d_s-d_w）］（3/ρ_c）^1/2

在地面以下15～20m深度范圍內，液化判別標准貫入錘擊數臨界值按下式（建築抗震設計規范GB50011—2001，2001）計算：

N_cr=N₀（2.4-0.1d_w）（3/ρ_c）^1/2

將計算結果按

計算液化等級，式中符號意義見文獻：建築抗震設計規范GB50011—2001，2001。

應用該法對場地內6個孔共28個計算點進行液化判別（表2，式中原始數據見文獻：河南省交通規劃勘察設計院，2005），除埋深在18～20m的4個試驗點不液化外，其餘各點均液化。該工程液化指數平均值為23.83，判別結果為嚴重液化。

表2 鄄城黃河大橋飽和砂土液化計算結果（建築抗震設計規范法）Table2 The result of saturated sand liquefaction at Yellow River Bridge of Juancheng（Regulations on Seismic Design of Building）

7.2 剪切波速法評判

波速法評判即依據土層剪切波速的觀測數值，按下列公式（岩土工程勘察規范GB50021—2001，2002）進行計算判別：

當實測剪切波速V_s大於按下式計算的臨界剪切波速時，可判別為不液化。

環境·生態·水文·岩土：理論探討與應用實踐

將計算結果按

計算液化等級，式中符號意義見文獻：岩土工程勘察規范GB50021—2001，2002。

此方法僅適用於判別地下15m范圍內飽和砂土和粉土的地震液化。根據現有的宏觀震害調查資料，地震液化主要發生在淺層，深度超過15m的實例極少，故本方法仍有其積極的現實意義。

本次對評估區內進行剪切波速值測試的鑽孔共計3個，結果見表3，液化指數平均值為31.83，判別結果為嚴重液化。

表3 鄄城黃河大橋剪切波速孔飽和砂土液化計算結果Table3 The result of saturated sand liquefaction of shear wave velocity hole at Yellow River Bridge of Juancheng

7.3 靜力觸探法評判

靜力觸探法評判是當實測計算比貫入阻力P_s或實測計算錐尖阻力q_c小於液化比貫入阻力臨界值P_scr或液化錐尖阻力臨界值q_ccr時，應判別為液化土。參數值按下式（岩土工程勘察規范GB50021—2001，2002）確定：

P_scr=P_s0·α_w··α_u·α_p

q_ccr=q_c0·α_w·α_u·α_p

α_w=1-0.065（d_w-2）

α_u=1-0.05（d_u-2）

將計算結果按

計算液化等級，式中符號意義見文獻：岩土工程勘察規范GB50021—2001，2002。

應用該法對場地內4個孔共19個計算點進行液化判別，除埋深在17～20m的兩個試驗點不液化外，其餘各點均液化。該工程液化指數平均值為29.76，判別結果為嚴重液化。

8 綜合評價

通過上述評判，顯然可以看出，由於不同規范的要求和評判方法的不同，得出的結果存在一定的差異，但判別結果宏觀相近。綜合上述宏觀和微觀判定，評估區可產生砂土液化現象是客觀的趨勢，其主要液化特點：

（1）該場地在Ⅷ度地震烈度時具有液化趨勢，液化程度為嚴重。

（2）可液化層以埋深較淺的亞砂土、細砂和粉砂夾層為主，埋深為2.0～17.0m，主要分布於現代河床和兩岸上部砂類土層。

9 幾點認識

（1）上述經驗法都是結合地震液化的影響因素建立的公式，但考慮的范圍和側重點各不相同，對不同場地的適用程度也不同，且各種方法均有誤判，因而有必要採用多種方法進行綜合判別，以提高判別結果的可靠性。

（2）上覆非液化土層厚度是影響液化的主要因素，覆蓋層越薄越易液化（楊健等，2003），評估區內粉土覆蓋層較薄，標准貫入法僅考慮埋深，未考慮上覆地層的岩性和厚度，靜力觸探則很好地考慮了這一點。

（3）對土質的考慮，標貫法與波速法均是以粒度成分（粘粒含量）考慮粘粒對場地液化影響的，靜力觸探法則是以反映土的固有特性的I_p對場地液化影響的。因為對土體性質起決定作用的是粘土礦物顆粒含量，液塑限主要反映粘土礦物的成分和含量，而粘粒（＜0.005mm）含量僅反映土中細顆粒的含量（尹興科等，2004）。從這一點上來說，靜力觸探法比標准貫入法和波速法更適用於粉土場地液化的判別。

（4）採用標准貫入試驗雖然是一個比較簡單且適用的現場原位測試方法，但在工程地質勘探中受到多種因素的控制：如鑽進方法、標准貫入設備、操作的熟練程度和准確性等；而靜探試驗人為因素少，試驗精度高，結果穩定。為此建議在粉土液化判別時，以靜力觸探方法為主，綜合考慮宏觀判別和標貫等方法的判別結果，將液化級別適當調整後，作為粉土液化判別的最終結果。

參考文獻

中華人民共和國建設部.2001.GB50011—2001，建築抗震設計規范.北京：中國建築工業出版社.

中華人民共和國建設部.2002.GB50021—2001，岩土工程勘察規范.北京：中國建築工業出版社.

河南省國土資源科學研究院.2005.鄄城黃河公路特大橋工程建設場地地質災害危險性評估報告.鄭州：河南省國土資源科學研究院.

河南省交通規劃勘察設計院.2005.鄄城黃河公路大橋初步設計.鄭州：河南省交通規劃勘察設計院.

劉艷華，尹興科，席滿惠.2004.粘粒和粘土礦物對砂土液化影響的探討.勘察科學技術，（3）：6～8，26.

楊健，路學忠，陳慶壽.2003.砂土液化影響因素及其判別方法.岩土工程界，6（9）：51～53.

Estimation of Sand Liquefaction about the Foundation of the Yellow River-Bridge in the Project of De-Shang Expressway in Juan County

Xing Yong-qiang

（Scientific Academy of Land and Resources of Henan，Zhengzhou 450053）

Abstract：The research region of yellow river-bridge in the project of De-Shang expressway in Juan county lies in Yellow River flooded area，where earthquakes are active frequently，and the ground developed with saturated silt and fine sand beds.Through the macro and microcosmic discriminating method，we analyses the synthetic discrimination of the foundation，and give the index and level of sand liquefaction.We also suggest that sand liquefaction must be synthetic evaluation by using many methods to improve the dependability of evaluation of liquefaction potential.

Key words：sand liquefaction；liquefaction tendency of site；synthetic discrimination

❺ 土洞地基穩定性的影響因素及定性評價

影響土洞地基失穩的因素有許多，如地基土層組成結構、地下水、地表水、振動、人為因素等，其中地下水和地表水是最關鍵的因素。

3.1.1 地基土層的影響

3.1.1.1 地基土層組成結構的影響

地基土體的組成結構不同，土體產生滲透破壞的形式及抵抗滲透變形的能力也不同。一般來說，級配良好的鬆散砂土容易產生潛蝕和管涌破壞，其臨界水力坡度相對較低，抵抗滲透變形的能力也相對較低。在相同水力條件下容易產生滲透變形，形成土洞塌陷。級配不好且密實的砂礫土，則不容易產生滲透變形，因而也就不容易形成土洞塌陷。黏性土由於孔隙較小、粒間連接力較強，因此較難產生單個顆粒呈懸浮狀態的管涌破壞，而產生流土或接觸沖刷破壞，其破壞緣於土體在滲透力作用下抗剪強度不足而發生。因此，土體的抗剪強度不同，其抵抗滲透變形及塌陷的能力也不同。呈軟塑狀態且黏粒含量低的土，其抗剪強度較低，故抵抗滲透變形及塌陷的能力也較低，較容易產生土洞塌陷。呈堅硬狀態且黏粒含量高的土，抗剪強度較高，較難產生滲透變形。表現為臨界水力坡度大，產生流土破壞的臨界破壞力也較大(當黏粒含量達60%時，臨界壓強P_c可達到450kPa)，因此也不容易產生土洞塌陷^[35]。

具有混雜結構的覆蓋層，表明其抗塌性能較差。這是由於此類結構較鬆散，且粗細顆粒滲透性能差異大，在其接觸面上容易產生接觸沖刷而形成土洞和塌陷。當砂卵石層直接覆蓋在基岩上時，例如桂林灕江一級階地常常出現這種地層結構，最有利於地基失穩塌陷的孕育；其次是黏性土、砂卵石層混層結構；再其次是均一的黏性土地層。

3.1.1.2 地基土覆蓋層厚度的影響

通過對桂林市西城區大量鑽孔資料和地表測繪資料的統計分析表明，覆蓋層厚度越小，岩溶塌陷越發育。厚度小於6m區域的塌陷個數占總塌陷個數的74%以上；厚度小於10m區域的塌陷個數占總塌陷個數的99%以上；覆蓋層厚度大於10m時，基本上不會發生岩溶塌陷^[35]。

3.1.2 地下水活動的影響^[32]

岩溶地下水的活動主要表現為水位的升降，流速、流量和水力坡降的變化，它可以由降水等自然因素引起，也可以由於人為因素如建築基坑降(排)水、水庫和給排水工程滲漏及灌溉等改變岩溶地下水的水動力條件，加劇地下水的活動。據統計，桂林市80%以上的岩溶塌陷(含土洞塌陷)是在地下水強徑流帶發生的。對於岩溶塌陷的發育，它是一種十分敏感和活躍的動力因素，其作用主要有以下幾種：

3.1.2.1 地下水位下降改變土體性狀的作用

地下水位下降對土體性狀的改變，主要表現在以下幾個方面：

(1)改變土的重度：土的重度隨含水量的增大而增大，對一般黏性土來說，土體在飽水之後，重度可增加20%左右。重度增大，塌陷體重量增加，從而加速土洞拱頂垮落。許多的岩溶塌陷發生於久旱雨後，這與地下水位升高，土體重度突然增加有關。

(2)改變土體結構：對於許多紅粘土地基，含水量增加時產生膨脹，乾燥時收縮，並隨之出現垂直裂隙，土體被切割，土體的抗剪強度降低，不利於土洞地基的穩定。同時，土體中出現的垂直裂隙，還有利於雨水、地表水下滲，加快潛蝕作用，使土洞拱頂更易垮落，產生塌陷。

(3)地下水位下降的失托增重作用：岩溶地下水位下降，使其對覆蓋層或土洞頂板的浮托力消減，相當於使土體自重增加。其消減值主要取決於水位下降值及土體重度的變化：

Δp=(γ-γ′)Δh

式中：Δp為浮托力消減值；γ為水位下降後原水位以下土體的重度；γ′為水位下降前水位以下土體的浮重度(γ′=γ_sat-1)；

Δh為水位下降值(水頭差)；γ_sat土體的飽和重度。

故Δp=[1-(γ_sat-γ)]Δh

對於不透水的黏性土，水位下降後，在毛細作用高度范圍內，其重度變化很少，接近於飽和重度。因此，其浮托力消減值約等於消減的承壓水頭值，為其上限極值，即：

Δp=Δh

對於透水性良好的砂性土，水位下降後土體孔隙中所含的水很快流失，此時其重度接近於乾重度。因此，其浮托力消減值的下限極值約為：

Δp=(1-n)Δh

式中：n為土體的孔隙率。

因此，浮托力的消減值隨岩、土體岩性結構的不同，變化(1-n)Δh與Δh之間。失托增重作用使蓋層或土洞頂板的穩定性降低，在蓋層薄而松軟、岩溶水位埋深淺的地方，可直接導致土洞地基失穩塌陷。

3.1.2.2 滲透潛蝕作用

岩溶地下水位的下降，使地下水的坡降和流速增大，動水壓力增強，從而對岩溶洞隙通道中的鬆散充填物和覆蓋層產生側向潛蝕、沖刷和掏空作用。在上述作用下，土洞不斷向上擴展而導致塌陷。

地下水潛蝕型塌陷形成的整個過程中時間可長可短，長者幾年，甚至幾十年，短者只需幾小時，主要取決於地下水水位變幅、頻度、搬運能力、土體礦物成分、土層厚度以及地下岩溶的規模、連通性等。

地下水流的動水壓力(滲透壓力)p為：

p=J·γ_w

式中：J為水力梯度；γ_w為水的重度。

地下水側向滲流具有的動能E_f為：

按達西公式：

；V=KJ

式中：M為水的質量；U 為水的實際速度；V為水的滲透速度；K為滲透系數；J為水力梯度；n為岩、土體孔隙率。

由於K、n均為常數，則動能E_f與水力梯度J的平方成正比，其增長很顯著。

在工程實踐中，常以臨界水力梯度J_kp來表徵潛蝕起始的臨界條件。臨界水力梯度是指土顆粒在地下水流作用下從靜止變為運動狀態時的水力梯度，見本書式(1-6)。此時地下水動水壓力與土的浮重度相等，土體處於極限平衡狀態。

3.1.2.3 真空負壓吸蝕作用

在封閉較好的岩溶、土洞空腔，當岩溶地下水位下降至覆蓋層底板以下，由承壓轉為無壓時，在岩溶空腔中的水、氣形成了負壓，對蓋層產生了附加吸力而使其遭到吸蝕剝落並向下遷移。對於上覆土層中所含的水，負壓使其增加了向下滲透的附加水頭，從而加劇了對土體的潛蝕作用，加速了土體的破壞和土洞的形成與擴展。負壓的大小取決於覆蓋層的封閉程度和水位的下降速度，在完全封閉的條件下，其理論最大值為一個大氣壓。應該指出，負壓現象是經常可見的，在塌陷的形成中起一定的作用。但由於覆蓋層的封閉性往往是相對的，地下水位下降速度一般也較緩慢，因此其作用是有限的。完全由負壓吸蝕產生的塌陷只有在岩溶、土洞空腔封閉很好，而上覆土層較薄的條件下才有可能出現。

3.1.2.4 地下水位波動的崩解作用

由於岩溶地區廣泛地存在由蒙脫石、伊利石和高嶺土等親水礦物組成的紅粘土，地下水易對紅粘土產生崩解作用。抽、排水導致地下水具有比自然條件下更大的波動，地下水通過洞、隙開口處的反復升降運動，對覆蓋層產生浮托力的反復增減，並使之反復飽和失水，其結果使覆蓋土層底部及沿裂隙的土體遭到崩解、散體、剝落而向下遷移，形成土洞並向上擴展。即使在自然條件下，地下水位的波動也能形成土洞，這些土洞除位於基岩面附近外，還多見於水位的季節變動帶中。其原因除上述崩解作用外，還與地表水的下滲和潛蝕作用有關。

一般來說，地下水位變幅愈大，頻度愈高，土體的崩解率愈大。

3.1.2.5 岩溶地下水位上升的水、氣正壓力頂托和沖爆作用

岩溶地下水位上升，岩溶空腔中的水、氣形成正壓，對頂板蓋層產生頂托作用，當水位上升幅度大而蓋層較薄，頂托力超過蓋層強度時，就可使蓋層開裂破壞導致土洞地基失穩塌陷。

當岩溶地下水位在連續降雨、停止抽排水等因素影響下急速上升時，岩溶空腔中的氣體，若具備封存條件則被壓縮形成壓縮氣團，如頂蓋岩土體強度不足，則可沖破頂蓋產生氣爆，而導致塌陷，並伴有地鳴、冒氣、冒水現象。

3.1.2.6 水擊作用

岩溶管道中的地下水流經常處於不穩定狀態，當岩溶薄頂板突然塌落(如工程爆破或車輛振動所致)或塌陷土體突然落入有水管道，管道中充填物的堵塞或沖決，由於岩溶水局部水流受阻突變可能引起岩溶管道內壓力大幅波動和往復傳播，使水流速度突然變化，從而有水擊壓力施加於洞壁，從而產生水擊波的水擊作用，使與管道相通的洞隙上方覆蓋層被擊穿而塌陷，可能誘發土洞或溶洞局部頂板進一步塌落，直至使上覆土體亦發生陷落。並伴隨有地鳴、冒水、噴沙等現象。參考儒科夫斯基公式，其水擊壓力以水頭值表示為：

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

式中：ΔH為水擊壓力水頭高度(m)；v 為水擊波速度(m/s)；Δv 為水流速度變化值(m/s)；g為重力加速度(m/s²)；v₀為水中壓縮波速度(m/s)，C₀=1425m/s；E為灰岩的彈性模量(MPa)；K為水的彈性系數(MPa)，K=2.07×10³MPa；d/σ為岩溶管道直徑與管壁厚之比。

如桂林市柘木鎮塌陷，1997年11月11日，柘木鎮附近灕江航道進行水下基岩爆破，爆破引起的振動，使位於附近灕江河床上處於臨界狀態的兩處基岩塌陷，誘發1.2級的塌陷地震，震動沖擊波形成強大的水擊效應，高壓水氣流沿岩溶管道裂隙系統傳遞，並向上覆土層擠壓擴散，引起噴水噴沙噴氣現象，致使部分土洞頂板被掀起，產生塌陷。隨著溶洞中水氣壓力的快速消散，地下水迴流，產生負壓和真空吸蝕作用，致使另一部分土洞進一步發生塌陷。本次塌陷共產生塌坑40個，影響面積達0.2km²。這是一起典型的由多種誘因而導致的土洞地基失穩塌陷。

3.1.3 地表水的活動

(1)地表水下滲產生的潛蝕作用：地表水的流動下滲進入地基土體中，當土層中地下水滲流的水力梯度大於臨界水力梯度J_kp時，土體中的細顆粒在孔隙通道中移動並被攜出，土層產生潛蝕破壞並形成土洞或塌陷。

例如桂林工學院教四樓牆體開裂，該教學樓始建於1956年，在1992年，該樓東側一樓聯合教室基礎突然下榻，使基礎與上部牆體脫離達5cm，形成一個直徑4m的凹塌區，牆體由一樓開始至三樓，裂縫寬2～15mm，該教室只好停止使用進行地基處理，其原因是隔壁的廁所與化糞池長期漏水使地基紅粘土濕化、軟化直至潛蝕流失所致。此外，桂林工學院原圖書館的牆體開裂，也是由於地表池內水滲漏產生潛蝕作用使地面變形。

(2)酸、鹼性污水入滲的化學潛蝕作用：酸、鹼性工業廢水具有很強的溶蝕能力，不但使場地排水設施迅速破壞，造成污水大量集中滲漏，而且入滲污水使土體中的可溶性組分被溶解淋濾，土體結構受到削弱，尤其是對於鐵、鈣質膠結的紅粘土地基，土體強度降低，並加劇了入滲水流的潛蝕作用，形成土洞，導致蓋層失穩塌陷。首先是含有各種酸(如H₂SO₄、HCl等)的廢水排入地下後，溶解地基紅粘土膠結，強度降低；其次是污水中的一些化合物(如H₂S、NH₃等)經過氧化作用後形成酸，增強了污水中的酸性，從而加劇了溶解作用；此外，地表廢水(含污水)排入地下後，通過同離子效應或鹽析作用，也會促使鐵、鈣質膠結物的溶解。

例如1983年桂林市第二造紙廠塌陷，該廠排出的酸性廢水中pH值小於2.0，Cl^-含量達到61262mg/L，這些廢水通過排污溝滲入地下後，在附近鑽孔中取地下水分析化驗，結果為地下水中pH值小於6.0(區內地下水pH值一般在6.5～8.5 之間)，Cl^-含量在35～65mg/L之間，最高達620.4mg/L。據該廠處理車間勘探資料，施工49個鑽孔中有26個孔遇到土洞，一些土洞中充填有酸、鹼物質，塌陷即是由於含酸廢水下滲，使地下水中pH值降低，對土體中易溶鹽的溶蝕作用加強，土洞規模不斷擴大而導致塌陷。

(3)河水水位的波動作用：在河水與地下水聯系密切的地區，岩溶地下水隨河水位的升降而波動。在洪水位迅速下降時，地下水位隨之消落，因滲透性的差異，蓋層地下水位消落滯後於岩溶地下水位，使兩者之間獲得最大的水頭差，促進了蓋層地下水向下伏岩溶水垂向滲透潛蝕作用。同時岩溶地下水位的快速消落還能引起岩溶空間的真壓吸蝕作用。

當地下水位緩慢下降時，原充水空間變為充氣空間，後因受某種突發因素激發(如暴雨、岩溶突水等)，岩溶地下水位又快速急劇上升，使充氣空間受到壓縮而產生氣爆作用，氣爆可能會沖開或沖裂土洞洞腔頂部產生塌陷。

(4)水利工程產生的水壓力和滲漏：岩溶地區的水利工程建設如水庫等，因水庫蓄水後水位上升產生巨大的靜水壓力，將改變原來地基土應力平衡狀態，若地基中存在土洞，此時土洞有可能破壞失穩；水庫放水導致庫水位快速下降時，也可能在封閉的河道內產生負壓力，同樣可以導致土洞塌陷。另外，水庫滲漏也有可能產生潛蝕、流土等，產生土洞，土洞並進一步擴大將導致塌陷失穩。

3.1.4 人為振動(地震)

人為振動如爆破、車輛和機械振動、建築施工(如打樁等)對地面的振動作用等，在一定條件下也可誘發土洞塌陷的產生。例如1997年3月17日桂林市中山南路某建築工地施工，一輛裝載建築用砂的汽車駛入工地，使場地發生直徑約5～8m，深約2.1m的塌陷坑；又如桂林市區內有2處在鐵路路基下或附近地帶，由於車輛往返震動，在原有土洞的基礎上引起地面塌陷。

其結果是使土體結構受破壞，抗剪強度降低，造成抗塌力減小，從而破壞土洞原有的平衡條件，促使土洞塌陷的產生。如桂林魯山水泥廠宿舍區，在場地勘察時，因鑽機振動而導致塌陷。一般來說，振動致塌均發生在土洞、溶洞發育地區，主要是起到加速加快原有土洞的破壞，並不會形成新的土洞。

地震產生的地震力，可使土洞蓋層的岩土體受到破壞，造成塌陷。其產生的沖擊作用，使土體的顆粒之間產生反復的壓縮——拉伸和剪切作用，而使岩、土體的結構破壞，強度降低，導致失穩塌陷。此外在粉土、砂土地基中，也容易產生砂土液化，導致地基中孔隙水壓力驟然上升，顆粒間的有效應力減小以至完全消失，抗剪強度完全喪失，變成像液體一樣的狀態，從而導致土洞地基塌陷。

3.1.5 人為因素

(1)人工載入：人工載入使蓋層中增加一個附加應力，改變蓋層的力學平衡狀態，降低其穩定性。當土洞頂板處於接近極限平衡狀態時，載入作用往往造成土洞頂板的失穩破壞，導致塌陷。載入直接作用在土洞上面，增加了土洞的致塌力，一旦致塌力大於抗塌力後，土洞發生塌陷失穩。

(2)人工抽水：人工抽水將在抽水井附近形成水位下降漏斗及強徑流—排泄帶，改變地基中水力坡度和水動力條件，誘發土洞塌陷。例如在砂、土或卵石等互層混合組成的地基中，當進行大流量、大降深抽水時，常因水位下降，地下水流速突然增大，水動能增加，加速地下水對土、砂顆粒的搬運動力，使原來地基中的粘土或粉細砂隨水被攜帶走，在地基中形成細通道或土洞，繼而引發塌陷。

此外，已有經驗表明，地下水開采強度直接影響著岩溶塌陷強度及塌陷范圍。地下水開采量愈大，塌陷數量愈多。

❻ 岩土類型和性質

岩土體是地質災害的載體，地質災害一般都是通過岩土體的變形破壞而表現出來的，是地質災害成生的物質基礎。

受地殼運動的控制，「蘭—鄭—長」工程地段分布有不同年代、成因、物質成份和結構的岩土體，類型復雜多樣，工程地質性質各異，它們對地質災害的形成、分布和活動起著主導作用。岩土體分布出露的特點是：山區、丘陵以岩體為主，而高原、盆地、平原則以土體為主；管線經過地段絕大多數是土體。下面分別就岩體和土體討論其分布、類型、性質及對地質災害成生的制約。

（一）岩體

岩體在管線工程地段主要分布於甘肅、陝西段的關山—隴山，山西段的中條山、霍山和太原東山，河南段的大交口鎮—觀音堂、義馬—新安和大別山等地段，湖北、湖南段的大別山和江南丘陵地等地段，總長約300km，約占管線全長的10%。

參考國標《岩土工程勘察規范》（GB50021—2001）的規定，先將岩體按堅硬程度分大類，再由岩石的成因類型、岩性和工程性質，將本管道工程沿線的岩體劃分為4類7種（表4-1）。現作簡要討論。

1.堅硬岩類

按成因類型劃分為岩漿岩、變質岩和沉積岩3種亞岩類。

岩漿岩類管線地段分布於祁連山褶皺帶、秦嶺—大別山褶皺帶和揚子地台。分別有加里東期、華力西期、燕山期侵位的，其中祁連山褶皺帶三期皆有，岩性為花崗岩、石英閃長岩；秦嶺—大別山褶皺帶為燕山期花崗岩；揚子地台為加里東期和燕山期的花崗岩和花崗閃長岩。一般呈岩基和岩株狀產出，整體塊狀構造，緻密堅硬，物理力學性質均質，各向同性。應該說其工程性質優良，但在亞熱帶環境中化學風化強烈。地質災害一般不甚發育，以小型崩塌為主。

變質岩類在管線地段的祁連山褶皺帶、華北地台、秦嶺—大別山褶皺帶有分布。祁連山褶皺帶主要出露於關山—隴山地段，為中元古界隴山群和前震旦系，主要岩性為大理岩、黑雲母片麻岩、混合岩、結晶片岩。華北地台出露於山西支幹線的中條山、霍山、太原東山，為太古界涑水群和太岳山群，岩性為混合岩化的黑雲角閃斜長片麻岩、斜長角閃岩、大理岩、磁鐵石英岩、黑雲變粒岩、角閃變粒岩等，岩性復雜，風化較強。秦嶺—大別山褶皺帶出露於大悟一帶，為中上元古界紅安群含磷的變粒岩、大理岩和石英片岩夾片麻岩，抗風化能力較弱。由於受片麻理、片理及節理的影響，使岩體的工程地質性質呈明顯的各向異性和不均一性。地質災害不甚發育，一般以小型崩滑為主。

表4-1 岩體類型匯總表

沉積岩類在丘陵、山區分布較廣，在各大構造單元中皆有，其地質年代自中元古界至中生界早期幾乎皆有，岩性復雜多樣，主要有：中元古界熊耳群和汝陽群的安山玢岩、玄武岩、石英砂岩，新元古界洛峪群三教堂組的石英砂岩（以上均在河南境內）；上元古界長城系、震旦系的石英砂岩、白雲岩、硅質岩、冰磧礫岩等；下古生界寒武系、奧陶系的中厚、厚層碳酸鹽岩；上古生界泥盆系的砂岩和碳酸鹽岩，石炭、二疊系的中厚、厚層狀灰岩和中生界三疊系碳酸鹽岩等（上古生界及中生界皆為揚子地台）。按岩性大類可劃分為火山噴出沉積岩、碎屑岩和碳酸鹽岩三大類。它們的共同特點是，層理構造發育且較厚，抗風化能力較強，但碳酸鹽岩具溶蝕性，岩溶較發育，工程地質性質具各向異性。上述這幾類岩性分布地段地質災害一般不甚發育，有小型崩滑和岩溶塌陷（覆蓋型岩溶地段）等地質災害。

2.較硬岩

按成因類型可劃分為變質岩和沉積岩兩大亞類。

變質岩類分布於祁連山褶皺帶、秦嶺—大別山褶皺帶和揚子地台中，岩性主要是較軟弱片岩和千枚岩、板岩。在祁連山褶皺帶的管線地段，新元古界長城系變質細砂岩、千枚岩；秦嶺—大別山褶皺帶信陽群、商城群的雲母石英片岩、綠色片岩、絹雲石英片岩、淺變質凝灰質砂岩等：揚子地台中元古界冷家溪群和新元古界板溪群的板岩、千枚岩、變質凝灰岩、變質砂岩等。上述各類岩體的共同特點是：片理、千枚理、板理等結構面發育，地面風化較強烈，殘坡積層厚度往往較大。岩體具明顯的各向異性，力學強度相對較弱。崩塌、滑坡和泥石流等山地地質災害較發育。

沉積岩類分布於華北地台和揚子地台中，華北地台岩性主要是上古生界和中生界粘土岩、鋁土岩頁岩、泥質粉砂岩、含煤層；揚子地台主要是泥盆系粉細砂岩、粘土岩、頁岩、泥灰岩。它們層理發育、薄層狀為主，遇水易軟化、崩解，風化也較強烈。由上述岩體組成的丘陵山區，地質災害較發育，主要有崩塌、滑坡、泥石流和採煤引起的地面塌陷和地裂縫災害（在山西、河南境內較突出）。

3.軟弱岩

這大類岩體主要是沉積岩類，較廣泛分布於各大地構造單元中生代晚期和新生代陸相盆地中，地質年代為白堊系、古近系和新近系。由於固結壓密程度低，岩體孔隙率高，強度小，變形大。岩性主要是河湖相的砂礫岩、砂岩和泥岩，夾淡水泥灰岩，含石膏、芒硝。岩石一般干單軸抗壓強度小於30MPa，而新近系岩石成岩性更差，接近於土體，干單軸抗壓強度不足於5MPa，屬極軟岩。這類岩石遇水易軟化崩解，抗風化能力亦低。但這類岩體出露地段地形起伏小，地質災害不發育，主要有膨脹性岩體的輕度脹縮變形災害，還存在采空塌陷災害。

4.軟硬相間岩

這大類岩體主要也是沉積岩類，較廣泛分布於華北地台和揚子地台的古生界和中生界地層中，一般是兩種強度和剛性差異較大的岩性相互成層或間夾；古生界常見的是灰岩與頁岩互層，砂岩與泥頁岩互層，中生界常見的是砂岩與泥頁岩互層。在外力作用下會發生層間錯動和脫開，而在地下水等作用下更會泥化而形成泥化夾層，層面間強度降低而成為典型的軟弱結構面。所以這類地層組合可以稱之為「易滑地層組合」，較易產生滑坡。此外，軟硬相間岩層差異風化顯著，「上硬下軟」組合的條件下，軟岩易形成岩龕，崩塌也較普遍。

（二）土體

土體在管線地段廣泛分布，約佔全長的90%。按地質成因，可劃分為殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、淤積土和風積土等；按粒度成份，可劃分為碎石土、砂土、粉土和粘性土。對一些具有特殊成份和結構、工程性質也特殊的土，則可單獨劃分為特殊土，本管線工程的特殊土有黃土類土、膨脹土、鹽漬土和淤泥質土等。這里我們也參考國標《岩土工程勘察規范》（GB50021—2001）的規定，將土體劃分為碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土5大類（表4-2）。以下分別就一般土和特殊土作簡要討論。

1.一般土體

一般土體包括各種成因類型的碎石土、砂類土、粉土和粘性土。

（1）碎石土：

碎石土指的是土中粒徑d＞2mm的顆粒質量超過總質量50%的土。根據規定，碎石土可再劃分為礫質土、卵（碎）石土和漂（塊）石土，它們的粒徑分別＞2mm、20mm或200mm的質量，超過總質量50%。一般沖積成因的碎石土分選性和滾圓度較好，位於河床和河流階地二元結構的下部，而其他成因的則較差。本工程各段情況是：甘肅段礫卵石佔45%～70%，粒徑一般 20～80mm，呈次圓—次稜角狀，一般分布於沖洪和平原表層之下。陝西段分布於渭河及其各支流以及山前洪積扇。河流沖積成因者在河漫灘和河床地段，在渭河幹流厚度可達20～40m，結構較均一；而洪積扇區則為大小混雜的砂卵石為主。山西段主要分布於汾河、龍鳳河和瀟河等山間河谷地段，以砂卵礫石為主，磨圓較好，級配良好。河南段主要分布在伊洛河、沙潁河等諸河流河谷區，以砂礫卵石為主。湖北—湖南段碎石土多分布於低山丘陵斜坡地帶，多為殘坡積成因，碎石成分隨母岩而變化。一般碎石土較疏鬆，孔隙比大，滲透性強，地基承載力高。

表4-2 土體類型匯總表

（2）砂類土：

砂類土指的是土中粒徑d＞2mm的顆粒質量不超過總質量的50%,d＞0.075mm的顆粒質量超過總質量50%的土；根據顆粒級配還可劃分為礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂，一般是沖洪積成因的。此類土在本工程的情況是：甘肅段分布於洪積平原表層土之下，主要由粉細砂、中細砂組成，鬆散—中密狀態。陝西段分布於渭河及支流的漫灘、一級階地和古河道中，以中細砂和粉細砂為主，常含少量礫石，除河漫灘地段外，砂層均埋藏於細粒土之下，厚度不均一，多呈透鏡體狀，孔隙度大，滲透性強，中粗砂是良好的地基持力層，而飽水粉細砂則易產生震動液化。山西段分布於黃河、汾河及其較大支流的河床、河漫灘和階地，一般為砂礫石混合，厚度較大。也有在山前傾斜平原區前緣的洪積砂礫石，與細粒土組成多層結構。河南段分布除了與碎石土相同外，在沙潁河以南淮河平原各河流河漫灘和一級階地前緣地帶，表層之下為中細砂，稍密—中密狀態，厚度不穩定。砂類土一般級配較好，滲透性較強，一般是良好的地基持力層，但在地震烈度≥Ⅶ區需關注飽和粉細砂的震動液化問題。

（3）粉土和粘性土：

粉土和粘性土也可稱之為「細粒土」，前者是土中粒徑d＞0.075mm的顆粒質量不超過總質量的50%，且塑性指數Ⅰ_P≤10的土；而後者則Ⅰ_P＞10的土。這兩類土大量廣泛分布於鄭州—長沙段洪沖積平原和丘陵地段。具各種成因類型。一般洪沖積成因的土體較密實，孔隙比小，含水量相對較少，透水性弱，強度高，地基承載力高。而丘陵地帶的殘坡積成因者往往與碎石土混雜，土體孔隙性大，透水性相對較強，在久雨或強降雨時，易產生坡積層崩滑。

2.特殊土

（1）黃土類土：

黃土類土是第四紀時期特殊的大陸鬆散沉積物，它在世界各地分布廣而性質特殊。這類土在我國主要分布於西北、華北和東北地區，面積達60萬km²以上，以北緯34°～45°之間最為發育，這些地區位於我國西北沙漠區的外圍東部地區，具有大陸性乾旱少雨氣候的特點。黃土類土從早更新世（Q₁）開始堆積，經歷了整個第四紀，直至現今還未結束。按地層時代及其基本特徵，黃土類土可分為3類：老黃土、新黃土和新近堆積黃土（表4-3）。老黃土是Q₁、Q₂時期堆積的，分別稱「午城黃土」和「離石黃土」，一般無濕陷性；新黃土一般是Q₃時期堆積的，稱「馬蘭黃土」，也有Q₄早期的，具濕陷性，分布面積最廣（約佔60%）；新近堆積黃土一般是Q₄晚期堆積的，濕陷性不一。各地黃土類土總厚度不一，陝甘黃土高原地區最厚，可達100～200m，河谷地區一般只有數米至30m左右，且主要是新黃土。黃土類土的成因一直是爭論的熱點問題，但普遍的看法是，風積成因是主要的，也有沖積、洪積、坡積、冰水堆積等成因類型。顆粒成份以粉粒為主，富含碳酸鈣，具大孔性，垂直節理發育，具濕陷性等特徵者，稱 「典型黃土」，而有些特徵不明顯者則稱「黃土狀土」。下面討論一下本管線工程黃土類土的特性。

本管線工程的黃土類土分布於蘭州—鄭州段（含山西支幹線）。不同地段黃土類土的粒度成份和結構有所不同，所以其物理力學指標和工程地質性質也有明顯差異。下面我們以Q₃典型的濕陷性黃土為代表作分析。

首先是黃土的顆粒組成，將蘭州、西安、太原、洛陽四地作比較（表4-4）。可以看出它們的差異，總趨勢是：由西北往東南砂粒和粉粒含量愈來愈小，而粘粒含量則愈來愈大，而粉粒所佔比例最大是一致的。所以有人將西部黃土稱之為「砂黃土」，而東部為「粘黃土」。 黃土的顆粒組成對其濕陷性有一定影響，即砂粒含量愈多，濕陷性愈強，而粘性愈多則濕陷性愈弱。

表4-3 不同年代黃土的特徵

表4-4 濕陷性黃土的顆粒組成單位：%

各地濕陷性黃土的基本物理力學性質指標列於表4-5中。

由西往東的總趨勢是：土體的密度和天然含水率愈來愈大，液限和塑性指數也愈來愈大，孔隙比愈來愈小；而三項力學性質指標變化規律則不明顯。而且可看出，隴西和隴東地區指標相近似，關中地區與汾河流域也比較接近，而豫西地區與前面的4個地區則又有明顯差異。上述規律很重要，因為它與黃土的濕陷性相關的，即自西往東濕陷性逐漸變弱。

管線地段濕陷性黃土的濕陷系數（δ_s），經大量統計後匯總於表4-6中。從表中可看出，濕陷系數隴西地區最大，隴東地區次之，關中地區汾河流域再次之，而豫西則最小；而且高階地的濕陷系數要大於低階地。按有關規定，δ_s＞0.015時，該黃土為濕陷性土；δ_s為0.015～0.03時濕陷性輕微，δ_s為0.03～0.07時濕陷性中等；δ_s＞0.07時，濕陷性強烈。所以說，隴西和隴東地區黃土具中等—強烈濕陷性，關中地區和汾河流域黃土具中等濕陷性，而豫西地區黃土為輕微—中等濕陷性。

表4-5 各地濕陷性黃土基本物理力學性質指標

表4-6各地黃土濕陷系數（δ_s）統計表

濕陷性對黃土地區地質災害的成生和活動關系密切，地基的濕陷變形破壞本身就是黃土地區特殊的地質災害。此外由於黃土結構疏鬆，以及大孔性和垂直節理發育，潛蝕地質災害也很普遍。由於黃土的濕陷和潛蝕特性，還可誘發崩塌、滑坡和泥石流災害。

（2）膨脹土：

具有明顯遇水膨脹和失水收縮的土稱膨脹土。這類土在我國主要分布在南方山前丘陵、壠崗和二、三級階地上，大多數是晚更新世及以前的殘坡積、沖洪積和湖積物。從外表看，膨脹土一般呈紅、黃、褐、灰白等不同顏色，具斑狀結構，常含有鐵錳質或鈣質結核。土體常有網狀開裂，有臘狀光澤的擠壓面，類似劈理。土層表面常出現各種縱橫交錯的裂隙或龜裂現象，這與失水土體強烈收縮有關。膨脹土的脹縮特性，主要是土中含有較多的粘粒，一般粘粒含量高達35%以上，而且這些粘粒大部分為親水性很強的蒙脫石和伊利石等粘土礦物，膨脹收縮能力較強。天然狀態下，膨脹土一般緻密堅硬，天然含水率較小，所以土體常處於硬塑或堅硬狀態，壓縮性較低，強度較高；但在浸水膨脹後，強度明顯降低，壓縮性增大。膨脹土的這種脹縮特性，對工程建設會帶來危害。按我國有關規定，凡自由膨脹率δ^ef大於40%者，即可定名為膨脹土，40%≤δ^ef＜65%為弱膨脹土，65%≤f＜90%為中等膨脹土，δ^ef≥90%為強膨脹土。

本管線工程的膨脹土主要分布於湖北境內的黃陂縣周港、應城支線和五里橋—賀勝橋—橫溝橋一帶：在河南境內的平頂山、周口西、郾城—駐馬店的沙汝河平原和確山—信陽北的低山丘陵也有零星分布。

湖北境內的膨脹土主要分布於高程30～45m的壠崗和崗間坳溝地帶，自然地形坡度平緩。土體時代為更新世，顏色呈棕黃、褐黃、棕紅色，土體平均自由膨脹率：周港一帶下更新統82%（最大99%），應城支線中更新統62%（最大109%），五里橋—賀勝橋一橫溝橋一帶上更新統44%（最大72%）。土體脹縮性危害主要導致當地居民低層建築牆體拉裂破壞，斜坡和水渠邊坡坍滑。

河南境內的膨脹土分布於淮河平原邊緣的平頂山東和確山—信陽北的低山丘陵，以及沙汝河平原之間的周口和郾城—駐馬店地段。土體時代為中、晚更新世，顏色呈棕黃、灰綠、棕紅色，乾燥時呈硬塑狀態，裂隙發育，含鐵錳質和鈣質結核，平均自由膨脹率43.5%。平頂山以膨脹破壞為主，而信陽多以收縮破壞為主，多發生在乾旱季節。

（3）鹽漬土：

土中易溶鹽含量大於0.5%的土稱為鹽漬土。由於它發育於地表土層中，與道路、低層建築等有關，主要是土的腐蝕作用以及鹽脹和溶陷作用對工程建設的危害。鹽漬土按地理分布可分為濱海鹽漬土、沖積平原鹽漬土和內陸鹽漬土等類型。我國鹽漬土主要分布在北方諸省區。鹽漬土的形成及其所含鹽的成分和數量與當地的地形地貌、氣候條件、地下水的埋藏深度和礦化度、土壤性質和人類活動有關；它的厚度並不大，一般分布於地表以下1.5～4m范圍內，且由地面至深部含鹽量逐漸減少。鹽漬土的形成一般是由於地下水埋深過淺（甚至出露地面），蒸發強烈而鹽分在地表的聚積所致。

鹽漬土的性質與所含鹽分和含鹽量有關。土中的鹽類主要是氯鹽、硫酸鹽和碳酸鹽三類，因此鹽漬土也相應地劃分為氯鹽漬土、硫酸鹽漬土和碳酸鹽漬土（表4-7）。鹽漬土中所含鹽分及其數量對土的工程地質性質影響很大。由於土成分的改變，影響了土的結構，從而影響了塑性、透水性、膨脹性、壓縮性、擊實性等性質。

表4-7 鹽漬土的分類

本管線工程的鹽漬土主要分布於甘肅段通渭以西、陝西段華縣—華陰地段和山西段的永濟市東北伍姓湖區（K48～K54）及清徐張花營村—榆次西榮（K451～K464）地段。

甘肅段通渭以西地段河谷平原一級階地潛水位埋深很淺，經測定，土壤中平均含鹽量3.4%，最大可達8%～15%，屬硫酸—氯型中—超鹽漬土。

陝西段華縣—華陰地段的鹽漬土是由於黃河三門峽水庫淤積和回水，引起潛水位壅高，使渭河南岸赤水河至方山河一級階地中部成為浸沒區，而導致土壤鹽漬化。但近年來當地大量開采地下水，潛水位埋深增大，鹽漬化已幾近消失。

山西段永濟伍姓湖區地勢低窪（比周邊低5～8m），表層土由粉質粘土和粉土組成，潛水位埋深0～3m，土中含鹽量1.06%～1.18%，類型為硫酸—氯型，屬中鹽漬土。清除張花營村—榆次西地段地勢較周邊略低，表層土為粉土，潛水位埋深0.2～3m，土中含鹽量0.44%～1.12%，類型為氯—硫酸鹽型，屬弱—中鹽漬土。硫酸鹽結晶膨脹以及腐蝕作用，對管道將有一定危害。

（4）淤泥質土：

淤泥質土是指在水流緩慢甚或靜水環境中沉積，有微生物參與作用的條件下，含較多有機質，而疏鬆軟弱的粘性土，它是近代在濱海、湖泊、沼澤、河彎、廢河道等地區沉積的未經固結的一種特殊土。從外觀看，這類土常呈灰、灰藍、灰綠和灰黑等顏色，污染手指並有臭味。土中含有大量親水性強的粘土礦物（蒙脫石和伊利石佔多數），有機質含量較多（一般含量 5%～15%），天然孔隙比大於1，天然含水率大於液限。其結構形式常為蜂窩狀或棉絮狀，疏鬆多孔，壓縮性很強，地基承載力很低。我國淤泥質土的地理分布基本上可分為兩大類：一類是沿海沉積的，另一類是內陸和山區湖沼盆地沉積的。前者分布穩定而厚度大，後者常零星分布且厚度小。

本管線工程的淤泥質土主要分布於湖北—湖南段。管道經過長江等13條大中型河流的沖湖積平原低窪地段，有較大范圍的淤泥質軟土分布，有機質含量大於1.5%，岩性為淤泥、淤泥質粘土和淤泥質粉土，呈軟塑—流塑狀，天然含水率多大於35%，最高達133%，孔隙比1～2.02，最高達3.12，壓縮系數一般大於0.5MPa^-1，最高可達3.68MPa^-1，凝聚力一般9.8～29.4k Pa，內摩擦角6°～15°，地基承載力，天然狀態下一般為25～55k Pa，常導致建築物過量沉降和不均勻沉降。很顯然，這類土體對管溝開挖影響較大，常導致溝坡坍塌擠出而不易成形。此外，對場站地基穩定性也有影響。

❼ 　區域環境工程地質評價

4.3.1區域穩定性分析

黃河三角洲是在基底構造甚為破碎、濟陽凹陷的一個次級負向構造單元上發育形成的。由於區內東北部位於北西向的燕山——渤海地震帶及北東向的沂沫斷裂地震帶的交匯部位，因而與新構造運動有關的構造地震異常活躍。據山東省地震局1985年10月布設的東營—墾利、陳家莊—河口的現代形變及牛庄—新刁口的兩次a徑跡測量結果，埕子口斷裂、孤北斷裂、陳南斷裂、勝北斷裂和東營斷裂的現代活動都有顯示，說明區內的區域穩定性較差。區內新生代以來的斷裂活動表現為具有繼承性脈動活動的特點。尤其是5號樁，樁西至海港一帶位於上述兩條活動斷裂地震帶的交匯復合部位，新生代以來斷陷幅度最大，歷史上曾發生過3次7～7.5級地震，區域穩定性差。根據以上的地震預測，影響烈度一般都在Ⅶ度以上，5號樁一帶為Ⅷ度。根據我國建築規范規定，一切建築物都應設防加固，以保安全。

區內飽和砂土、飽和粉土具有液化的宏觀條件。在歷史地震發生時，曾有噴水冒砂、地面裂縫等現象發生。其液化程度受以下因素影響：土的顆粒特徵、密度、滲透性、結構、壓密狀態、上覆土層、地下水位埋深、排水條件、應力歷史、地震強度和地震持續時間等。

由於黃河三角洲地質體物質組成主要是粉砂，且孔隙度較高，加之形成期堆積速率快，造成地質體中含水量高。隨著時間推移，在上覆沉積物擠壓下，孔隙中水逐漸被擠壓，造成地質體壓縮，導致地面下沉。根據1988年在黃河海港地區實測，該地區壓實下沉速率可達6cm/a，因此由於地面下沉所引起的海面相對上升則更加劇了海岸侵蝕。

另外，近幾十年來的人為活動加劇了本區地面沉降的發展，如：建築地基承載力不足引起的土體壓縮，地下水、石油、鹵水的開采所引起的含水層、儲油層壓縮等。

由此可見，黃河三角洲地區環境工程地質問題頗多，本節將對直接影響東營市經濟發展和規劃的地表下25m土體工程地質類型及其物理力學性質、工程地質性質的區域性變化等進行深入研究。

4.3.2土體的工程地質分類及工程地質特徵

區內小清河以北為黃河三角洲平原，小清河以南多為山前沖洪積平原，基岩埋深在數百米以下，表層均為第四系鬆散沉積物，鑒於一般工業與民用建築物地基持力層一般均在15m以上，一般中高層建築物持力層一般在25m以上的特點，下面僅以0～25m的土體為對象，進行分析和研究（圖4-6）。

圖4-6地表土體類型示意圖

1.土體的岩性與結構特徵

（1）土體岩性分類

區內0～25m深度內的地層多為第四系全新統地層，其沉積環境受黃河和海洋交互或共同影響，形成了以細顆粒為主的地層。所表現出的岩性以粉土最為廣泛，其次為粉質粘土、粉砂、粘土，局部有細砂，其主要岩性特徵見表4-6。

表4-6黃河三角洲0～25m地層岩性分類及主要特徵表

（2）土體結構特點

區內土體結構無單層結構，多為多層結構，（多層結構是指一定深度內由3層或3層以上的地層構成），這也是區內的沉積環境所決定的，該區瀕臨渤海，是河流的最下游段，河道游盪較頻繁，古地貌特點反復變化，攜帶泥、砂的水動力特點也隨之變化，因此，區內一般無巨厚的單層岩性沉積。

2.土體工程地質特徵

（1）山前沖洪積平原區土體工程地質特徵該區地面下25m的沉積物為第四系全新統沖積、洪積（

）物，岩性以土黃—灰黃色粉質粘土、粉土為主，古河道帶有粉砂、細砂分布，湖沼相沉積的灰黑色淤泥、淤泥質土比較少見。土層物理力學性質較好，承載力較高。

（2）古黃河三角洲區土體工程地質特徵該區地面下25m的沉積物為第四系全新統沖積、海積、湖沼相沉積（

），上部多以土黃色—褐黃色粉土、粉質粘土為主，古河道帶有粉砂分布；中部多有灰黑色淤泥質粉質粘土分布；局部有粉砂分布，下部以土黃色粉土、粉砂為主。土層的物理力學性質在水平和垂向上均有較大的變化，局部有小片的軟土和高鹽漬土分布。

（3）現代黃河三角洲平原區土體工程地質特徵

該區地面下25m的沉積物為第四系全新統沖積海積物（

），上部多以土黃—灰黃色粉土、粉質粘土；中部為灰黑色粉質粘土或淤泥質土，具腥味；下部多為淺灰色粉砂土層的物理力學性質在水平和垂向上均有較大的變化，軟土分布面積較大，鹽漬土呈片狀分布，為弱—中等鹽漬土。

3.地表下0～25m土體物理力學指標的變化規律

（1）古黃河三角洲區的物理力學性質總體上好於現代黃河三角洲，這正是由於現代黃河三角洲的成陸時間晚於古黃河三角洲，其自重固結的程度差於前者。

（2）無論是古黃河三角洲區還是現代黃河三角洲區各類岩性土層的物理力學指標顯示出一個較明顯的規律，即從地表向下隨深度的增加土層的物理力學指標以較好—較差—好發生變化。一般較差的深度段在5～10m和10～15m。這一變化規律也與區內的沉積環境相吻合，力學指標較差的深度段為1855年黃河改道以前沉積的沖湖積、沖海積相為主的地層。

4.3.3天然地基承載力、飽和砂土液化及軟土與鹽漬土

1.天然地基承載力

黃河三角洲地區基土承載力在不同位置、不同層位均有較大變化，從小於80kPa到大於300kPa。天然地基承載力指自地表算起的第一層或第二層基土（當第一層厚度小於3m，且第二層基土承載力高於第一層時，取第二層承載力數據）的承載力。區內天然地基承載力可分為4個等級（表4-7），其分布與變化規律與地貌單元有較密切的相關關系（圖4-7）。

（1）承載力低區（f_k＜80kPa）的分布

① 呈條帶狀分布於現代黃河三角洲工程地質區內。如利津縣虎灘鄉西南—河口區義和鎮南部、河口東南孤河水庫—渤海農場總場北以及現代黃河入海口北側等地，以上各地帶多為1855年以後成陸，且位於濱海低地或窪地內，排水條件差，自重固結程度低。

表4-7天然地基承載力分區特徵表

② 呈小片狀分布於古黃河三角洲平原區。如東營區勝利鄉南部，利津縣王莊鄉南部等。

（2）承載力較低區（80≤f_k＜100kPa）的分布

① 沿海岸線分布，寬度不一。

② 沿黃河泛流主流帶邊緣、前緣和窪地展布。如利津縣大趙鄉—虎灘—羅鎮—河口區一帶、集賢鄉—渤海農場總場、孤北水庫北部、利津前劉鄉—東營區西城，以及東營區龍居鄉—西范鄉一帶。

（3）承載力中等區（100≤f_k＜120kPa）的分布

① 分布於決口扇的頂部及緩平坡地區。如利津縣南宋—北宋—明集，東營區龍居鄉—油郭鄉—六戶鎮—廣饒縣丁庄鄉以及勝坨鄉—高蓋鄉等地。

② 分布於現代黃河三角洲頂點附近。如寧海鄉—汀河鄉、寧海鄉—傅窩鄉一帶。

③ 分布於現代黃河三角洲北部、東部。如河口區新戶—刁口鄉、孤東水庫—五號樁、墾利縣建林鄉—孤東水庫、建林—西宋鄉。

（4）承載力較高區（f_k＞120kPa）的分布

① 分布於古黃河三角洲的南部。如牛庄—陳官—小清河一帶。

② 分布於小清河以南的山前沖洪積平原區。

③ 零星分布於近代黃河三角洲平原區的地勢較高處。

2.飽和砂土液化

砂土液化是指處於地下水位以下鬆散的飽和砂土，受到震動時有變得更緊密的趨勢。但飽和砂土的孔隙全部為水充填，因此，這種趨於緊密的作用將導致孔隙水壓力驟然上升，而在地震過程的短暫時間內，驟然上升的孔隙水壓力來不及消散，這就使原來由砂粒通過其接觸點所傳遞的壓力（有效壓力）減少，當有效壓力完全消失時，砂層會完全喪失抗剪強度和承載能力，變得像液體一樣的狀態，即通常所說有砂土液化現象。

區內的飽和砂土、飽和粉土具有液化的宏觀條件，在歷史地震發生時，曾有噴水冒砂、地面裂縫等現象發生。其液化程度受以下因素影響：土的顆粒特徵、密度、滲透性、結構、壓密狀態、上覆土層、地下水位埋深、排水條件、應力歷史、地震強度和地震持續時間等。

液化判別就是根據土的物理力學性質及其他工程地質條件，對土層在地震過程中發生液化的可能性的判別。國家標准《建築基礎抗震設計規范》（GBJ11-89）中規定了飽和砂土、飽和粉土的液化判別方法，在對區內飽和砂土、飽和粉土的液化判別時，即依照了前述規范提供的方法，在液化勢宏觀判定的基礎上，採用了原位測試資料——標准貫入試驗進行了液化臨界值和液化指數的計算。根據液化指數對地基液化等級的劃分見表4-8。區內液化砂土的分布規律見圖4-8。

（1）嚴重液化區

① 分布於現代黃河三角洲頂點，向北向東呈扇形展布的黃河泛流主流帶的中上游部位，主要在陳庄鎮—六合鄉、虎灘鄉—義和鎮一帶。

圖4-7天然地基承載力分區示意圖

表4-8地基液化等級表

② 零星分布於廢棄河道帶和決口扇，如下述地帶：東營區永安鄉—廣北水庫一線，呈條帶狀分布，為廢棄河道帶；利津縣店子鄉—前劉鄉，呈片狀分布，為決口扇的中部；東營區史口鄉附近、東營區六戶鎮西側、河口區新戶鄉東北等地。

該區內的飽和粉土、飽和粉砂顆粒均勻，粘粒含量低，沉積厚度較大，形成年代新，固結程度差，因此是最易發生液化的地區。

（2）中等液化區

① 分布於較大的決口扇及決口扇前緣坡地地帶，利津縣城東—明集鄉—大趙鄉、東營區勝利鄉—董集鄉—油郭鄉一帶。

② 分布於黃河泛流主流帶或其邊緣地帶。寧海鄉—墾利縣城；陳庄鎮—傅窩鄉；渤海農場總場東—建林鄉—新安鄉；義和水庫南—河口區。

③ 在濱海低地帶內有零星片狀分布，五號樁及以東地區；刁口碼頭東北—孤北水庫北部；新戶鄉以西及以北的近海地帶。該區一般位於嚴重液化區的外圍及決口扇頂部位或零星分布於小規模的黃河主流帶，飽和粉土、粉砂的粘粒含量較低，固結程度較差，因此是較易發生液化的地區。

（3）輕微液化區

① 分布於古黃河三角洲泛濫平原及決口扇邊緣，如下述地帶：利津縣南宋鄉—北宋鄉；東營區龍居鄉—廣饒縣陳官鄉—丁庄鄉。

② 分布於現代黃河三角洲的非黃河泛流主流帶區，如下述地帶：利津縣王莊鄉—墾利縣勝坨鄉；利津縣集賢鄉—墾利縣城東部；河口區太平鄉—義和水庫。

該區粉土、粉砂的沉積厚度較小，粘粒含量較高，因此液化程度較輕。

（4）非液化區

① 分布於工作區小清河以南的山前沖洪積平原，該區地下水位埋藏深，水位以下的飽和粉土，粉砂密實程度較好，因此不易液化。

② 分布於沿海地帶的濱海低地，該區除河口相沉積外，地層粘粒含量較高或以粘性土為主，因此不易液化。

3.軟土與鹽漬土

（1）軟土

軟土一般是指天然含水量高、壓縮性大、承載力低的一種軟塑到流塑狀態的粘性土。如淤泥、淤泥質土以及其他高壓縮性飽和粘性土、粉土等。黃河三角洲地區地處渤海之濱，具有軟土的沉積環境，鑽探資料亦證明，區內呈片狀分布著軟土。

① 軟土的劃分標准

本次劃分軟土時採用如下方法：當滿足下列條件之一時，並且厚度大於0.50m，將其確定為軟土：承載力標准值f_k＜80kPa；標貫錘擊數N_63.5≤2；靜力觸探錐頭阻力q_c＜0.5MPa；流塑狀態。

② 軟土的空間分布

軟土主要分布於區內的東北部濱海地帶、河口—刁口碼頭一帶。利津縣羅鎮—黃河故道西、墾利縣下鎮鄉東部，另外在利津縣明集鄉—廣南水庫一線呈不連續片狀、碟狀分布。

③ 軟土的成因及主要物理力學性質

區內的軟土具有兩種成因：①爛泥灣相沉積：在歷次河口的兩側，沉積的以細粒成分為主的土層，一直處於飽和狀態，排水固結過程進展緩慢，所以土的力學性質很差。顏色以灰褐色為主，流塑態，土質細膩，岩性以粉質粘土為主，夾粉土和粘土薄層。②濱海湖沼相沉積：顏色以灰—灰黑色為主，有機質含量較高，具腥臭味，為淤泥或淤泥質土。

圖4-8地基砂土液化分區示意圖

表4-9軟土的主要物理力學指標統計表

從表4-9中可以看出：區內軟土具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、承載力低的特點，在荷載作用下變形較大，對建築物極為不利。因此，在工程建設規劃時，應盡量避開有軟土分布的地區。在無法避開軟土的建築物，應對區內的軟土有足夠的重視，採取一定的處理措施，對於一般工業民用建築可採取粉噴樁法進行處理，對於高層重型建築物應採取深基礎，如沉管灌注樁等，以避開軟土的不利影響（圖4-9）。

（2）鹽漬土

當土中的易溶鹽含量大於0.5%，且具有吸濕、松脹等特性的土稱為鹽漬土。區內的鹽漬土為濱海鹽漬土，按含鹽性質則大部分屬氯鹽漬土，局部為硫酸鹽漬土，鹽漬土按含鹽量可分為弱鹽漬土（0.5%～1%），中鹽漬土（1%～5%）、強鹽漬土（5%～8%）和超鹽漬土（>8%），區內的鹽漬土主要為弱鹽漬土，局部地段有中鹽漬土（見圖4-10）。

4.3.4工程地基適宜性評價

工程建築地基適宜性受多種因素的影響，為達到評價結果清晰簡潔、合理反映出區內建築適宜性等級的目的，選用了專家聚類法（亦稱總分法）進行評價。評價過程為：首先擬定評價因子，對各評價因子量化、分級並給定各級別的標准分，其次用傅勒三角形法確定各評價因子的權重，然後計算各勘測點單項因子分值和總分值，再按各點的總分值進行分區。最終的評價結果見表4-10、4-11、4-12、4-13。

圖4-9軟土分布示意圖

圖4-10鹽鹼土分布示意圖

表4-10一般工業與民用建築地基適宜性評價方案（評價深度10m）

① 沉降因子

式中：M_i——土層i的厚度；Z_i——土層i的埋深；el_i——土層i的天然孔隙比。

② D_Ⅰ——山前沖洪積平原；D_Ⅱ——古黃河三角洲平原；D_Ⅲ——現代黃河三角洲平原。

表4-11一般工業與民用建築地基適宜性評價分區說明表

表4-12高層重型建築物地基適宜性評價方案（評價深度25～30m）

表4-13高層重型建築物地基適宜性評價分區說明表

一般建築、高層建築物地基適應性評價分區見圖4-11、4-12。

圖4-11一般建築物地基適宜性評價分區示意圖

圖4-12高層建築物地基適宜性評價分區示意圖

❽ 三峽庫區重慶市巫山縣滑坡災害分布發育規律

高文軍¹葉曉華¹陳中富²

（1四川九〇九建設工程有限公司，江油，621701；2重慶市巫山縣地質環境監測站，重慶，404700）

摘要巫山縣自然地質環境條件復雜，以滑坡為主的地質災害發育，對庫區移民遷建實施和人民生命財產安全影響嚴重。通過本次地質災害防治規劃監測預警專項調查評價工作，基本查明了滑坡的成生環境、類型與分布、形成機制、發育規律、危害狀況等，為巫山縣地質災害的防治工作提供了基礎資料。

關鍵詞三峽庫區滑坡災害發育規律巫山縣

前言

重慶市巫山縣地處四川盆地褶皺山區的東緣，位於重慶市東部，地處長江三峽腹地，扼長江「黃金水道」，有「渝東大門」之稱。自然地質條件復雜，地質災害發育，所造成的危害嚴重。隨著三峽工程建設和移民遷建工程的逐步實施，頻繁的人類工程活動，對原有地質環境的改變在進一步增強，地質災害發生的數量、頻率、規模及危害性在進一步增加，對三峽工程建設、移民遷建工程實施及庫區人民生命財產安全的影響在進一步加劇，已成為三峽庫區地質災害多發區和重災區之一。2004年3月我公司受三峽庫區地質災害防治工作指揮部委託承擔了三峽庫區巫山縣三期地質災害防治規劃監測預警專項調查評價工作，基本查清了巫山縣地質災害的分布發育規律，為有效的防治巫山縣的地質災害提供了重要的基礎性資料。

1滑坡的成生環境

1.1地形地貌

庫區地貌類型為侵蝕溶蝕中山地形和侵蝕剝蝕低山丘陵地形，從北至南兩種地貌類型相間分布，以侵蝕剝蝕低山丘陵地形為主。低山丘陵地貌區地勢較低緩，呈波狀起伏，地形坡度一般為20°～400，以流水地貌為主，地表水系較發育，主溝長、坡降緩、谷底較寬，山體多被沖溝切割較深，坡型以凹型和階狀坡為主，坡上植被一般不發育，多為農耕地帶，以旱地為主，該類地貌區滑坡強發育，分布集中。中山地貌區地勢高陡，呈脊狀起伏，地形坡度一般30°～600，部分達700以上，以岩溶地貌為主，地表水系弱發育，主溝深切，支溝短、坡降陡、谷地狹窄，坡型以凸型和直線型為主，坡上植被較發育，多為林地和草灌地，該類地貌區滑坡弱發育，分布零散。

1.2地層岩性

地層岩性以三疊系巴東組的砂質泥岩為主，大面積分布於庫區北部大昌、福田、雙龍一帶的大寧河及中部三溪、巫山、南陵一帶的長江岸坡地段，其次為南部官渡、石碑、培石一線的谷坡地段，為低山丘陵地貌區的主要地層，岩性軟弱，力學強度低，易風化破碎，組成的斜坡表層普遍分布第四系殘積、坡積和崩積的鬆散土石，多形成土質斜坡，易被降雨浸潤軟化和沖蝕，為庫區易滑地層。三疊系嘉陵江組地層與巴東組地層相間分布，呈條帶狀，志留系至三疊系大治組地層分布零星，面積小，與嘉陵江組地層構成中山地貌區的主要地層，岩性為碳酸鹽岩夾碎屑岩，岩石較堅強，力學強度較高，抗風化能力較強，組成的斜坡高陡，以岩質斜坡為主，在坡腳地段分布崩坡積鬆散土石，組成土質斜坡，是滑坡發生的地段。

1.3地質構造

地質構造控制了地形地貌的格局，也控制了地層岩性的分布。庫區地質構造主體為褶皺，背斜與向斜呈規律性地相間分布，背斜展布地帶為中山地貌區，以嘉陵江組等硬質岩層分布為主，向斜展布地帶為低山丘陵地貌區，以巴東組地層分布為主，組成的斜坡有利於滑坡的形成，背斜構造軸部走向基本與山脊走向一致，組成斜坡不易形成滑坡。

1.4大氣降雨與人類工程活動

庫區位於巫山縣境內中心地帶，多年平均降雨量1049.3mm，年最大降雨量1356mm，月最大降雨量445.9mm（1979年9月），日最大降雨量141.4mm（1964年5月24日）。一年中降雨分布不均，主要降雨集中在5～9月，佔全年降雨量的68.8%。調查的滑坡發生時間多在雨季，或一次大降雨過程延緩一定時間後發生滑坡。尤其是一次大降雨的中後期發生滑坡。陡坡墾殖、交通與城鎮建設、移居安置遷建等人類工程活動，不但改變斜坡坡型與坡度，破壞岩土體結構，而且破壞生態環境，人為加大荷載等，促進了滑坡的形成與發展，在產生新的滑坡的同時，也會激發老滑坡的復活。

2滑坡的類型、分布及危害

2.1滑坡的類型

本次調查的滑坡189個，按物質成分、規模大小及穩定性等依據進行劃分，滑坡全部為鬆散土石滑坡，崩塌均為岩質崩塌，大、中型滑坡占滑坡總數的91.5%，中、小型崩塌占崩塌總數的80%，處於潛在不穩定或不穩定的滑坡占總數的57.2%，崩塌均處於潛在不穩定狀態（見表1）。

表1滑坡崩塌災害分類表

2.2滑坡的分布

主要分布在長江、大寧河兩岸，其次為官渡及抱龍一帶。據統計，長江、大寧河兩岸，各占調查總數的55.7%和34.5%，官渡至抱龍一帶僅占調查總數的9.8%。從滑坡在地形高程和行政轄區上的分布情況來看，也存在著明顯的差異性特點，以壩前水位175m高程為界，崩滑體前緣在175m（含175m）以下的涉水崩滑體為96個，不涉水崩滑體98個，分別占調查總數的49.5%和50.5%；分布於庫區21個鄉（鎮）的崩滑體按分布數量以巫峽鎮最多，共有43處，其次為曲尺鄉、大昌鎮和大溪鎮，分別有28個、27個和25個，上述四個鄉（鎮）總共有123個，占調查總數的63.4%，各個鄉（鎮）分別占調查總數的22.16%、14.4%、13.9%和12.9%，龍溪、楚陽、大廟和篤坪四個鄉（鎮）分布最少，各有1個，其次為龍井、三溪各有2個；按城（集）鎮和農村來看，以城（集）鎮分布少，有34個，而大多數分布在農村，有160個，分別占調查總數的17.5%和82.5%。

2.3滑坡的危害

2.3.1滑坡危害現狀

滑坡造成以下直接危害：對城鄉工程建築產生嚴重危害；對長江和大寧河航運、公路交通及運輸具有破壞性影響；給城鄉人民生命財產帶來巨大損失；危害廠礦、企業、科教等企事業單位，給國家財產帶來巨大損失；增大國家對三峽工程建設、城鎮遷址及移民安置的直接投入。

造成以下間接影響：增加城鄉人民心理負擔，影響社會安定；對當地國民經濟發展產生間接影響；導致水土流失、耕地損失、城鄉人民生存生活環境惡化；使貧困山區貧困化加劇。

根據調查統計，滑坡已造成的危害主要表現為民房毀壞倒塌或開裂傾斜變形為危房，共計毀壞倒塌民房以及不能居住的危房21787m²，其次為人員死亡1人，水塘和埝渠局部變形破壞，以及公路開裂下沉和路基邊坡垮塌等。

2.3.2滑坡危害預測

本次調查的滑坡可能發生的受威脅人數為39589人，受威脅的直接經濟損失為105158萬元，主要集中在巫峽鎮、曲尺鄉、大溪鄉和大昌鎮。而巫峽鎮、官渡鎮、大溪鄉、曲尺鄉、福田鎮、大昌鎮和南陵鄉等7個鄉（鎮）的滑坡崩塌可能發生危害威脅人數為34770人，威脅直接經濟損失為91050萬元，分別占總數的87.8%和86.6%（表2）。

表2主要鄉（鎮）滑坡崩塌危害預測表

3滑坡的形成機制、發育特徵、穩定性評價

3.1滑坡形成機制

3.1.1滑坡影響因素分析

（1）適宜的地形坡度和地形高差為滑坡的形成提供了空間條件。受河流侵蝕切割作用，谷坡較陡而臨空，有利於斜坡岩土體在自重作用下臨空卸荷，為岩土體滑動運移創造了空間條件。斜坡坡度和坡形是主要地形因素，庫區滑坡多發生於坡度為20°～40°，坡形為凹型或階狀的斜坡。

（2）軟弱岩土體為滑坡的形成提供了物質條件。組成滑坡體的岩性均為第四系鬆散土石，粉質粘土或粉土與碎塊石混雜堆積物，結構鬆散，與下伏基岩接觸面是滑坡形成的滑移控制面。

（3）暴雨是滑坡形成的主要孕災因素。降雨年年發生，每年降雨時間和強度集中，季節性周期特徵明顯，每到雨季大量降雨尤其是暴雨對斜坡土體浸潤、沖蝕、軟化，降低其穩定性，引發滑動變形，是滑坡形成或突發的主要因素。

（4）人類活動是滑坡形成的重要促進因素。人工削坡、開挖、載入等工程活動，改變斜坡坡形和坡度，破壞岩土體應力結構和應力平衡，降低斜坡穩定性，促進滑坡的形成和發展。人為墾殖、毀林等經濟活動，松動斜坡表層土石，破壞了植被固土保水的能力，增強了降雨對土體沖刷，促進了滑坡的形成和發展。

（5）水庫蓄水降低了滑坡的穩定性，加劇滑坡滑動變形。庫水位附近岩土體含水量急劇增大，滑坡土體受水飽和、沖刷等作用，抗剪強度大幅度降低，易引發滑坡部分地段失穩滑動變形破壞，從而降低整個滑坡的穩定性，激發滑坡復活。

3.1.2滑坡變形特徵

庫區滑坡在不同的時間均發生過不同程度的活動變形，初始時間一般在20世紀80年代末期至90年代初期，90年代末期是一個活動高潮期，大多數滑坡發生了較強烈的滑動變形，2003年蓄水前後一段時間內滑坡的活動性又開始增強。本次調查的滑坡變形現象主要是近年來發生的，部分滑坡變形還是最近時間發生或增強而明顯的。其主要特徵表現為：

（1）地表位移、拉裂。受人為耕種、封埋等原因，地表位移裂縫多被全部或部分破壞，跡象已不明，現有跡象表明地表拉裂縫長度一般30～100m，最長為200m，水平位移寬度一般1～10cm，最寬為100cm，垂直位移高度一般1～10cm，最大為100cm。

（2）地表淺表層小規模的滑動破壞。主要發生於斜坡坡面，兩側谷坡及前緣陡坡地段，造成地面發生局部塌陷，為局部滑動變形強烈而發生破壞的現象。

（3）建築物變形，為常見的保留跡象較明顯的變形特徵。主要分布在民房建築地段，在公路、擋牆、水渠等建築物地段也有跡象，以民房牆體開裂、傾斜、倒塌，地基拉裂、位移下沉、公路路基下陷、路面拉裂位移以及擋牆和水渠邊坡鼓裂、垮坍等現象為主要變形特徵。牆體裂縫長度一般2～10m，寬度一般0.5～2cm，最寬為5cm，錯位傾斜距離一般0.1～1cm，最大為10cm，地基拉裂縫長一般5～20m，寬0.2～1cm，最寬7cm，位移下沉高度一般0.2～1cm，最大為5cm。

（4）樹木歪斜，水塘或水田漏水，地面窪地或濕地以及地面鼓丘等變形特徵有少量表現。

3.1.3滑坡形成機制

根據調查分析，滑坡發育分布規律主要受控於地層岩性、地質構造、地形地貌、大氣降水及人類工程活動，地層岩性、地質構造、地形地貌是滑坡形成的內在基礎條件，大氣降水入滲和人類工程活動是滑坡誘發的主要動力因素。

區內滑坡均為鬆散土層滑坡，滑體物質為粉質粘土、粉土與碎塊石混雜，碎塊石塊徑差異較大，磨圓度一般較差。在母岩為泥岩的滑坡中，碎塊石塊徑在2～150mm之間；在母岩為灰岩等堅硬岩石的滑坡中，碎塊石塊徑在5～400mm之間，碎石土密實度在鬆散—稍密之間，粉質粘土、粘土為堅硬—硬塑—可塑，遇水後易軟化，可塑性增強，向軟塑、流塑方向轉化，易形成蠕滑或流動，滑面多為第四系與基岩接觸面。且斜坡坡度較陡，多在20°～40°之間。降雨後，地表水滲入土體，至強風化頂面或基岩頂面運動，形成沿斜坡面的向下的徑流，進而軟化沖蝕土體，強度下降，加之切坡開挖、人為載入、水庫蓄水等人類工程活動的影響，促進了滑坡發生發展。

3.2滑坡發育規律

3.2.1地貌類型上的差異性與地形坡度上的集中性

庫區中部低山丘陵區滑坡集中發育分布，調查112個，占總數的59.3%，其次為北部低山丘陵區和南部低山丘陵區，中部中山區和南部中山滑坡零星分布，分別調查了6個和5個，各占總數的3.2%和2.6%；滑坡發生的斜坡坡度一般為20～40°，以30～40°斜坡最多，達102個，占總數的54.0%。

3.2.2地層岩性上的集中性

軟弱的岩土體為主要易滑地層。斜坡岩土體是滑坡形成的物質基礎，控制了滑坡的發育分布，岩性軟弱的岩土體，構成的斜坡易發生滑坡。滑坡絕大多數發育在巴東組地層出露區，占總數的90.5%，嘉陵組地層出露區滑坡占總數5.3%，志留系至二疊系地層出露區滑坡占總數的4.2%,

3.2.3地質構造上的差異性

向斜構造區滑坡發育強烈。滑坡主要發育分布在巫山向斜和大昌、水口向斜構造地帶，滑坡數量分別占總數58.2%和22.2%，其次為官渡、培石向斜構造地帶，滑坡數量占總數的10.5%，背斜和斷層構造地帶發育分布很少，分別占總數的6.9%和2.1%,

3.2.4時間上的季節性

滑坡發生發展時間集中在雨季。根據調查，滑坡災害形成的影響因素表明，降雨尤其是暴雨是滑坡災害形成的主要誘發因素。巫山縣降雨豐沛，多年平均降雨量為1049.3mm，降雨集中在每年的5～9月，其降雨量佔全年降雨量的68.8%，降雨強度大，多大雨和暴雨，最大一日降雨量達141.4mm，因此，庫區滑坡災害多發生在每年雨季，主要集中在雨季的5～9月發生。

3.3滑坡穩定性評價

根據滑坡形成的地形地貌、地層岩性和降雨等自然地質作用以及開挖、載入和水庫蓄水等人類工程活動影響，結合滑坡變形特徵和變形發育史，定性評價滑坡的穩定性。

3.3.1穩定性現狀評價

在評價滑坡目前穩定狀況時，考慮到滑坡影響因素相類似的條件下，將滑坡近年來尤其是最近時間發生或活動加強而增大的變形特徵，作為評價滑坡穩定性的半定量依據，其評價結果穩定和基本穩定滑坡81個，占調查總數的42.8%，潛在不穩定和不穩定滑坡108個，占調查總數的57.2%，見表3。

表3滑坡目前穩定狀況統計表

3.3.2穩定性預測評價

在預測滑坡發展趨勢時，考慮到滑坡目前穩定狀況和潛在不穩因素（如水庫蓄水、降雨、開挖、載入等）的強度，周期以及它們對滑坡穩定性的影響，重點分析水庫效應對涉水滑坡穩定性的影響。三峽庫區蓄水位已於2003年6月達到壩前135m高程，按蓄水計劃安排2007年9月至2009年汛前，庫水位達到壩前156m高程，以後按壩前175m水位方案運行。在水庫正常運行下，145～175m高程為庫水位急劇變幅帶，對於本次調查的96個涉水滑坡而言，滑坡前緣處於此變幅帶內，水位升高時，岸坡土體浸泡於水中，地下水位抬高，引起土體軟化，坡體靜水壓力增大，水位急劇下降時，將導致滑體內外產生水頭差而形成動水壓力，同時地下水流出時會攜帶大量粘性物質和細顆粒，使坡體架空而失穩產生塌滑，在未採取防治工程措施的條件下，涉水滑坡均會發生不同程度的塌岸，從而引發滑坡部分或整個滑動變形破壞，因此，由於水庫效應的影響，不穩定滑坡大量增加。

3.4滑坡主要誘發因素

根據調查分析，在誘發滑坡的暴雨、沖蝕、庫水位、開挖、載入及地震等諸多非地質孕災因素中，暴雨是主要的自然誘發因素，開挖載入是主要的人為誘發因素。隨著三峽工程壩前135m水位蓄水以後，庫水位已成為影響滑坡穩定性的重要因素，水位繼續上升過程中和以後變化時，對滑坡穩定性的影響會日益嚴重。

3.4.1暴雨是誘發滑坡的主要自然因素

庫區滑坡集中分布於長江、大寧河等干支流河谷岸坡地帶，地貌類型為低山丘陵地形，人口密度大，耕地大量分布，農業經濟活躍，同時生態環境脆弱，植被條件差，斜坡岩土體失去植被保護後，雨季暴雨會大量入滲，既增大了岩土體容重，降低其抗剪強度，又在土體與下伏岩層接觸帶形成地下水活躍地帶，產生靜、動水壓力，促進滑動面的發育形成，使斜坡岩土體向不利於穩定的方式發展，誘發滑坡的形成和發展，大量滑坡發生時間集中在每年雨季（5～9月），其滑動變形或破壞均與大量降雨密切相關，由此說明暴雨是誘發滑坡的主要自然因素。

3.4.2開挖和載入是誘發滑坡的主要人為因素

由於庫區淹沒城集鎮、道路、居民點、工廠等人口和設施的遷建安置，人類工程活動日益活躍，影響范圍和發生強度不斷加大，切坡開挖及坡體上荷載增加現象頻繁發生，既改變了斜坡形態，增大邊坡坡度和高度，又破壞了岩土體內部結構和應力平衡，同時毀壞生態植被，對地質環境造成不同程度的改變和影響，降低了斜坡的穩定性，促進了斜坡土體的變形破壞，誘發了滑坡的形成與發展。近年來巫山縣新城區，雙龍鎮等城鎮遷建中出現的多處新滑坡，大昌鎮春早村廟灣子等移民遷建小區發生的滑坡等等，均與切坡開挖、增加荷載等人類工程活動密切相關。

3.4.3水庫效應對滑坡穩定性的影響作用明顯增強

庫區二期蓄水至壩前135m水位以後，除部分位置低的滑坡被全部或大部分淹沒外，還有一些滑坡如巫峽鎮紅岩子滑坡、江東咀滑坡以及雙龍鎮下灣村向陽坪滑坡等，滑坡前受此水位影響，降低了滑坡的穩定性，出現新的蠕動變形現象。如向陽坪滑坡，位於大寧河右岸，滑坡前緣被庫水位淹沒，2003年7月下旬，民房水泥地面和磚牆出現新的裂縫，至2004年4月5日調查發現，地裂長度一般2.6～6.9m，最長19.2m，寬度一般0.3～1.6m，最寬7m，下沉距離最大為14cm，滑動變形跡象明顯，說明庫水位對滑坡的穩定性影響較強烈。

水庫蓄水對滑坡穩定性的影響主要是通過飽和浸泡水位附近的岩土體，改變其水文地質條件，使岩土體容重增大，抗剪強度急劇下降，水位波動沖刷岸坡產生塌岸，以及水位回落產生的動水壓力的作用等影響方式，導致滑坡部分或整體滑動變形或破壞。隨著庫水位上升至壩前175m水位，在145～175m之間波動時，對庫區滑坡穩定性的影響會更加顯著。

4結語

（1）巫山縣庫區自身的自然地質環境條件較差，自然地質作用產生的地質災害發育，以滑坡災害為主要類型，具有點多面廣、規模大和危害重的特點。隨著三峽工程建設和移民遷建工程的逐步實施，人為作用誘發的地質災害不斷發生，危害加劇，使巫山縣庫區成為三峽庫區地質災害的易發區、多發區和重災區之一。

（2）本次調查的滑坡均為鬆散土石滑坡，大中型滑坡佔91.5%，現狀條件下處於潛在不穩定或不穩定的滑坡佔57.2%；主要分布在低山地貌區，集中在中西部長江沿岸的巫峽鎮、南陵鄉、曲尺鄉和大溪鎮，以及北部大寧河沿岸的大昌鎮、福田鎮和雙龍鎮。

（3）滑坡主要成生於三疊系巴東組地層出露的斜坡地帶，地形坡度為20～40°的斜坡是滑坡發生的優勢地形，坡度過陡則易形成崩塌。發生滑坡的斜坡坡形主要是凹型，均為土質結構斜坡，堆積土層與下伏基岩接觸面常構成控滑結構面，受降雨或地表水垂直入滲，接觸面潤滑軟化，堆積土層含水飽和，粘聚力下降，與下伏基岩間抗剪強度大幅降低，從而產生滑坡或變形。

（4）降雨和人類工程活動是誘發滑坡崩塌的主要因素，也是較地質環境條件更為活躍的影響因素。在水庫效應的影響下，滑坡變形破壞以前緣坍滑—牽引後退—暫穩定—再坍滑後退直到穩定的形式發展，水庫效應是主要復活誘發因素，因此應加強涉水滑坡的防治工作。

（5）巫山縣以滑坡為主的地質災害發育，危害嚴重，應加強監測預防、應急處理、工程治理等工作。

❾ 粘性土和粉土與無粘性土的壓實標准區別何在

簡述砂土、粉土、粘土的工程性質。

砂土：無塑性，但透水性良好，毛細水上升高度很小，具有較大的摩擦系數，修建的路基，強度高，水穩定性好，不膨脹，是良好修築路基的材料。但黏結性小，易於鬆散，容易產生較深車轍；

粉性土：干時雖然有黏結性，但易被壓碎，揚塵大，遇水時，易成流體狀態，毛細水上升高度大，在季節性冰凍地區容易造成凍脹、春時翻漿，是最差的築路材料；

粘性土：透水性差，粘聚力大，干時堅硬。具有較大的可塑性，黏結性和膨脹性， 毛細管現象也很顯著，用來修築路基，比粉土好，但不如砂土。如在適當的含水量下充分壓實和有良好的排水設備，築成的路基也能獲得穩定。

❿ 勘察外業土應該怎麼描述

一、雜填土：

雜色，鬆散，大孔隙，上部為砼地坪，含較多的碎石。

二、淤泥質粉質粘土：

灰色~灰黑色，流塑，部分夾有機質；無搖振反應，稍有光滑，干強度低，韌性低，有腐味

三、粘土：

灰黃色，可塑，無搖振反應、光滑，干強度高，韌性高，局部分布。

四、粘土：

灰黃~褐黃色，硬塑，含少量的鐵，錳質結核，可塑，無搖振反應，光滑，干強度高，韌性高。

五、粉質粘土：

青灰色，軟~可塑狀，為後期沉積，搖振反應無，稍有光滑，干強度中等，韌性中等。

六、粉質粘土：

灰黃~褐黃色，硬塑，含青灰色粘土團塊無搖振反應，稍有光滑，干強度中等，韌性中等。

七、粉質粘土：

灰黃~褐黃色，可塑，無搖振反應，稍有光滑，干強度中等，韌性中等。

八、粉質粘土：

灰黃色，可塑，稍有光滑，干強度中等，韌性中等。局部含團塊狀密實粉土。

九、粉質粘土：

灰黃~褐黃色，鈣質結核，硬塑，無搖振反應，稍有光滑，干強度中等，韌性中等。

十、粉質粘土：

灰黃~灰色，軟~可塑，粉粒含量高，無搖振反應，稍有光滑，干強中等，韌性中等。

十一、粉質粘土：

上部淺灰色，中下部褐黃色，硬塑，含少量鐵錳質結核，無搖振反應，切面光滑，干強度高，韌性高。

十二、粉質粘土夾粉土：

灰黃~青灰色，可塑，含少量雲母片，無搖振反應，稍有光滑，干強度中等，韌性中等。

十三、粉砂：

黃色，含雲母片，中密。主要由石英等礦物組成，飽和狀態。

十四、粉砂：

上部灰黃色，底部淺灰色，含雲母片，飽和狀態，密實。

十五、粉質粘土夾粉土：

灰黃色，軟~可塑，無搖振反應，稍有光滑，干強度中等，韌性中等。局部夾薄層粉土。

十六、粉土：

灰黃，含雲母片，很濕，稍密。搖振反應中等，無光澤反應，干強度低，韌性低。

十七、粉砂：

灰黃，含雲母片，飽和，密實，主要成分由長石、石英、雲母等組成，磨園度好、分、選性好。

十八、粉土：

淺灰色，含雲母片，搖振反應中等，無澤反應，干強度低，韌性低。

十九、粘土夾粉砂：

灰黃色，褐黃色，可塑，含少量鈣質結核核徑為3cm。夾薄層壯中密粉砂，具水平層理，無搖振反應，切面稍光滑，干強度高，韌性高。

二十、粘土：

灰黃，褐黃色，含少量鐵，錳質結核，無搖振反應，切面光滑，干強度高，韌性高。

二十一、粉質粘土：

褐黃色，硬塑，含白色高齡土條帶用鈣質結核，（核徑為0.3~2cm）,無搖振反應，切面光滑，干強度高，韌性高。

二十二、粉質粘土夾粉土：

淺灰色，可塑，粉粒含量高，無搖振反應，稍有光滑，干強度中等，韌性中等。局部夾30cm厚薄層粉土，濕，中密~密實。

二十三、碎石土：

淺黃色，灰黃色，中密~密實，碎石含量50%~70%稜角形，次稜角形，一般直徑20~40mm最大粒徑120mm 成份以灰岩為主，少量為砂岩，由老黃土、新黃土，中粗砂，礫石充填。

二十四、 中風化灰岩：

灰~深灰色，隱晶質結構中厚層狀構造，岩石結構緻密堅硬，裂隙發育大部分閉合，由方解石充填，岩芯多呈短柱狀，長柱，少量呈碎石塊狀，碎粒狀，土狀，長度20~40cm局部溶蝕現像嚴重，岩芯表面呈峰窩狀，溶徑5~20mm,最大50mm.

二十五、全風化粘土岩：

褐灰色，黃褐色，棕紅色。結構構造完全破壞岩芯呈土狀，含風化碎屑，碎塊，手捏易碎，遇水易分解。

二十六、強風化粘土岩：

褐灰色，黃褐色。棕紅色，結構構造大部分破壞，岩芯呈碎塊狀，節理裂隙較發育。

二十七、頁岩：

灰黃色，薄層狀，手捏易散，遇水易崩解。

(10)粉土在飽水狀態下易於散化與結構軟化擴展閱讀

雜填土工程性質：

一、性質不均厚度變化大。

1、由於雜填土的堆積條件、堆積時間，特別是物質來源和組成成分的復雜和差異，造成雜填土的性質很不均勻，分布范圍及厚度的變化均缺乏規律性，帶有極大的人為隨意性，往往在很小范圍內，就有很大的變化。

2、當雜填土的堆積時間愈長，物質組成愈均勻、顆粒愈粗，有機物含量愈少，則作為天然地基的可能性愈大。

二、變形大並有濕陷性。

1、就其變形特性而言，雜填土往往是一種欠壓密土，一般具有較高的壓縮性。對部分新的雜填土，除正常荷載作用下的沉降外，還存在自重壓力下沉降及濕陷變形的特點；對生活垃圾土還存在因進一步分解腐殖質而引起的變形。

2、在乾旱和半乾旱地區，干或稍濕的雜填土，往往具有浸水濕陷性。堆積時間短、結構疏鬆，這是雜填土浸水濕陷和變形大的主要原因。

三、壓縮性大強度低。

1、雜填土的物質成分異常復雜，不同物質成分，直接影晌土的工程性質。當建築垃圾土的組成物以磚塊為主時，則優於以瓦片為主的土。

2、建築垃圾土和工業廢料土，在一般情況下優於生活垃圾土。因生活垃圾土物質成分雜亂，含大量有機質和未分解的植物質，具有很大的壓縮性和很低的強度。即使堆積時間較長，仍較松軟。