黃土遷移入海過程中工程性質(zhì)的變化研究*

張 紅 賈永剛② 劉曉磊② 張少同 朱超祁 單紅仙②

ZHANG Hong① JIA Yonggang①② LIU Xiaolei①② ZHANG Shaotong① ZHU Chaoqi① SHAN Hongxian①②

?

黃土遷移入海過程中工程性質(zhì)的變化研究*

張 紅①賈永剛①②劉曉磊①②張少同①朱超祁①單紅仙①②

黃河流經(jīng)黃土高原攜帶巨量泥沙入海，并在河口沉積形成黃河水下三角洲。黃土沿黃河流域自西北高原遷移至東部渤海的過程中，其工程性質(zhì)必然也會發(fā)生相應(yīng)變化。歸納總結(jié)近30年來黃河流域地區(qū)黃土研究資料，統(tǒng)計不同區(qū)域黃土的物理性質(zhì)、成分、結(jié)構(gòu)特征、力學(xué)性質(zhì)與動力特性，分析黃土從黃土高原到東部渤海發(fā)生的變遷。研究結(jié)果顯示在遷移入海的過程中黃土的容重、含水量變大，可塑性減弱； 主要成分仍為粉粒，但黏粒含量增加，砂粒含量減小，于此同時，黃土孔隙也被更好地充填，結(jié)構(gòu)由疏松變緊密，壓縮性相應(yīng)減弱； 黃土的抗剪性區(qū)域性變化，而抗震性和抗液化強(qiáng)度變大。本研究對深入理解黃土地質(zhì)災(zāi)害機(jī)理、科學(xué)指導(dǎo)黃土地區(qū)工程建設(shè)具有重要意義。

黃土 遷移入海 工程性質(zhì) 空間演變 黃河流域

ZHANG Hong①JIA Yonggang①②LIU Xiaolei①②ZHANG Shaotong①ZHU Chaoqi①SHAN Hongxian①②

0 引 言

中國黃土分布廣泛，面積達(dá)64×104km2。其中位于中國西北地區(qū)的黃土高原是世界上面積最大的黃土分布區(qū)，約占中國黃土分布面積的70%。位于黃土高原的黃土在黃河的搬運(yùn)下，最終在黃河下游和入海口附近沉積。根據(jù)渤海海水懸浮體含量分布估算，黃河入海泥沙約有70%沉積在近河口10～15km的河口三角洲附近范圍內(nèi)(秦蘊(yùn)珊等， 1982)，快速堆積形成了現(xiàn)在的黃河三角洲。

圖1 黃土研究區(qū)分布圖

國內(nèi)外對于黃土的研究方興未艾，其研究內(nèi)容主要包括黃土的成因、結(jié)構(gòu)、工程性質(zhì)以及黃土分布區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害等(秦蘊(yùn)珊等， 1982; 劉東生等， 1985; 張煒等， 1995; 鄧津等， 2007; 廖勝修等， 2007)。然而這些研究通常是相互獨(dú)立地在黃河上游、中游、下游或者河口區(qū)展開，研究區(qū)之間往往缺乏聯(lián)系。尤其是黃土從黃土高原遷移到河口區(qū)沉積下來，在這個從陸地向海洋的遷移過程中，土的工程性質(zhì)發(fā)生何種變化，目前尚不清楚。

本文通過統(tǒng)計分析前人相關(guān)研究資料，論述了黃土在由陸向海遷移過程中物理性質(zhì)、成分、結(jié)構(gòu)特征、力學(xué)性質(zhì)以及動力特性的演變規(guī)律，并嘗試提出下一步研究重點。

1 研究區(qū)域概況

國內(nèi)關(guān)于黃土工程性質(zhì)的研究始于20世紀(jì)50年代，很多學(xué)者在黃土高原地區(qū)進(jìn)行了大量研究。目前關(guān)于黃土的成因、結(jié)構(gòu)以及動力特性的研究都相對成熟，關(guān)于黃河三角洲沉積物工程性質(zhì)的研究也在過去30年間取得了許多進(jìn)展。這些都為本文的研究提供了大量的數(shù)據(jù)和資料?？偨Y(jié)并繪制了黃土研究區(qū)分布圖 (圖1)，并在此基礎(chǔ)上沿黃河流向劃分了Ⅰ～Ⅳ 4個代表性的黃土研究區(qū)域，其中Ⅰ區(qū)主要包括位于黃河上游的蘭州等地， Ⅱ區(qū)位于黃河中游， Ⅲ區(qū)位于黃河下游， Ⅳ區(qū)位于黃河入海口的東營地區(qū)。本文據(jù)此分區(qū)論述了黃土從陸地遷移入海的過程中，其工程性質(zhì)的變化規(guī)律。

2 黃土遷移入海過程中物理性質(zhì)指標(biāo)的變化

土的容重、含水量、塑性指數(shù)分別反映了土的礦物成分、水文地質(zhì)條件以及土的可塑性，是反映黃土天然狀態(tài)的基本物理指標(biāo)。表1、表2分別列出了各個取樣點和不同區(qū)域黃土物理力學(xué)指標(biāo)的測試結(jié)果。

對表1，表2中統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪制了不同采樣點黃土的容重、含水量、塑性指數(shù)的散點圖及各分區(qū)平均值的變化曲線 (圖2)。從圖中可以看出，不同采樣點的容重散點圖與不同區(qū)域黃土容重平均值曲線有著相同的變化趨勢。黃土從陸地向海洋的遷移過程中，容重逐漸變大。含水量曲線表明黃土由陸上遷移入海的過程中，含水量變化范圍很大，為3%～27%，平均值為12%～26%。整體來看，陸上黃土含水量明顯低于河口區(qū)黃土的含水量。而在陸源區(qū)，從上游到下游黃土的含水量逐漸減小。塑性指數(shù)曲線與含水量曲線呈現(xiàn)出完全相反的變化趨勢。在陸源地區(qū)，黃土的塑性指數(shù)自黃河上游到下游逐漸變大。隨著向河口區(qū)的遷移，土體塑性指數(shù)驟減?？偟膩碚f在黃土遷移入海的過程中黃土的塑性指數(shù)減小。整體來看，在黃土遷移入海的過程中，黃土的塑性指數(shù)是減小的。推測這可能與黃土遷移入海過程中，其物質(zhì)組成的變化密切相關(guān)。

圖2 不同區(qū)域黃土的容重、含水量、塑性指數(shù)變化曲線

3 黃土遷移入海過程中粒度成分特征的變化

基于表2中的數(shù)據(jù)，本文繪制了不同分區(qū)黃土顆粒級配的累計曲線 (圖3)。從圖中可以發(fā)現(xiàn)， Ⅲ區(qū)的粒徑曲線與其他分區(qū)差別最大。該區(qū)級配曲線最陡，粒徑變化范圍小，砂粒含量少，不均勻系數(shù)最小，級配差。這可能與黃土的成因有關(guān)。因為Ⅲ區(qū)主要位于黃河下游，主要包括豫西、魯中周邊區(qū)域等，本區(qū)黃土除了接受大量從西北方向通過大氣系統(tǒng)以塵暴形式搬運(yùn)來的粉塵外，還接受了從東部出露陸架吹向陸地的粉塵(秦蘊(yùn)珊等， 1982)。

總體而言，自西北到東南，從上游至下游，即黃土在遷移入海過程中，黏粒含量、粉粒含量逐漸增加，砂粒含量逐漸減小。這可能與黃土的成因有關(guān)。在風(fēng)暴和河流作用下，上游粗顆粒物質(zhì)只能短距離地被搬運(yùn)，而細(xì)顆粒物質(zhì)則可能向東更遠(yuǎn)地被搬運(yùn)(劉東生等， 1985)。

圖3 不同分區(qū)土顆粒級配的累計曲線

4 黃土遷移入海過程中結(jié)構(gòu)特征的變化

4.1 微觀結(jié)構(gòu)特征

土的微結(jié)構(gòu)是指在顯微鏡下觀測到的土的微觀結(jié)構(gòu)，是在成土作用過程中形成的。總體來看，黃土由于其特定的生成環(huán)境和地質(zhì)歷史，具有大孔隙結(jié)構(gòu)特征(劉東生等， 1985)。

表1 研究區(qū)位置以及資料來源

續(xù)表1

表2 不同分區(qū)黃土的基本物理力學(xué)指標(biāo)(平均值)

Table 2 Basic physical parameters of undisturbed loess for different zones

編號天然容重/kN·m-2含水量/%孔隙比塑性指數(shù)黏粒含量/%粉粒含量/%砂粒含量/%黏聚力/kPa內(nèi)摩擦角/(°)壓縮系數(shù)/MPa-1壓縮模量/MPaⅠ14.7214.671.1310.0312.5070.5017.0021.8325.390.2110.41Ⅱ15.1713.840.9710.5315.3265.3419.6738.8330.050.3613.92Ⅲ16.1312.170.9010.5615.9680.613.4441.3322.000.3011.07Ⅳ19.6725.640.718.3616.7670.7612.4818.3026.400.1712.68

本文依次選取永登、西安、山西以及東營大王北作為Ⅰ-Ⅳ區(qū)的代表性研究點，并利用其電鏡掃描照片進(jìn)行微結(jié)構(gòu)分析 (圖4)。從圖4 發(fā)現(xiàn)，黃土在從黃土高原遷移入海的過程中，黃土顆粒先是粒狀架空排列，之后土顆粒之間相互結(jié)合形成團(tuán)塊，以絮狀凝塊形式存在，過渡到河口區(qū)，土顆粒之間緊密膠結(jié)，孔隙極少?？傊邳S土遷移入海的過程中黃土的結(jié)構(gòu)由疏松變得致密。

圖4 不同區(qū)域黃土微結(jié)構(gòu)電鏡掃描照片

4.2 孔隙特征

對表1，表2中統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪制了不同研究點黃土孔隙比的散點圖及各分區(qū)平均值的變化曲線 (圖5)。從圖5 中可以發(fā)現(xiàn)，在遷移入海的過程中黃土孔隙比是持續(xù)變小的。而孔隙比是圖中孔隙與固體體積的比值，這就說明在遷移入海的過程中黃土的結(jié)構(gòu)由疏松變得緊密。推測這是由于黃河攜帶的泥沙在輸運(yùn)過程中，粗顆粒更易沉積，細(xì)顆粒則被更多的搬運(yùn)到河口近海區(qū)，而粒徑小的顆粒，能夠更大限度地充填孔隙。

本文對微結(jié)構(gòu)與孔隙比的分析都發(fā)現(xiàn)，黃土的結(jié)構(gòu)在遷移入海的過程中變得致密。

圖5 不同區(qū)域黃土的孔隙比變化曲線

5 黃土遷移入海過程中力學(xué)性質(zhì)的變化

黃河流域人類活動頻繁，也是進(jìn)行工程建設(shè)的重要區(qū)域。對黃土力學(xué)性質(zhì)的分析能夠為工程活動提供有效指導(dǎo)，減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。因此，本文探討了不同分區(qū)黃土抗剪性及壓縮性的變化。

5.1 抗剪性指標(biāo)

黃土的抗剪強(qiáng)度主要由摩擦強(qiáng)度和黏聚強(qiáng)度兩部分組成。摩擦強(qiáng)度是土體抗剪強(qiáng)度的重要組成部分，反映指標(biāo)為土體的內(nèi)摩擦角φ； 黏聚強(qiáng)度的反應(yīng)指標(biāo)為黏聚力c。下文探討了黃土遷移入海過程中黏聚力c、內(nèi)摩擦角φ的變化規(guī)律。

對表1，表2中統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪制了不同研究點黃土黏聚力及各分區(qū)平均值的柱狀圖 (圖6)。對平均值分析發(fā)現(xiàn)，黃土遷移入海過程中黏聚力變化范圍很大，為18～42kPa，黏聚力的大小隨著黃土分布地域的不同而呈現(xiàn)出區(qū)域性規(guī)律。Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)黃土的黏聚力平均值均大于40kPa，明顯大于其他兩個分區(qū)。在陸源區(qū)域，黃土的黏聚力隨著黃河流動的方向逐漸變大，黃河中下游黃土黏聚力要高于上游區(qū)域。但總體來看，陸上黃土黏聚力要高于河口區(qū)。

圖6 不同區(qū)域黃土的黏聚力變化曲線

同樣基于表1、表2數(shù)據(jù)，繪制了不同研究點黃土內(nèi)摩擦角及各分區(qū)平均值的柱狀圖 (圖7)。單就某一個區(qū)來看，內(nèi)摩擦角相對都比較穩(wěn)定，在平均值上下小幅度變化。總體來看，河口區(qū)黃土的內(nèi)摩擦角大于陸源區(qū)域。這是由于內(nèi)摩阻力包括土顆粒之間的表面摩擦力以及土顆粒之間接觸、充填產(chǎn)生的咬合力。土顆粒越密實，咬合力越強(qiáng)。如前文所述，河口區(qū)黃土顆粒更小，顆粒與顆粒之間緊密接觸，孔隙也都大范圍被充填，因而河口區(qū)黃土的內(nèi)摩擦角要大于陸源黃土。

圖7 不同區(qū)域黃土的內(nèi)摩擦角變化曲線

5.2 壓縮性指標(biāo)

基于表1，表2中統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，繪制了不同研究點黃土壓縮系數(shù)的散點圖及各分區(qū)平均值的變化曲線 (圖8)。單就某一區(qū)來看， Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)黃土的壓縮系數(shù)變化不大，基本穩(wěn)定在0.25MPa-1左右，而Ⅲ區(qū)黃土壓縮系數(shù)變化范圍很大，在0.1～0.7MPa-1之間變化。推測這與該區(qū)黃土的物質(zhì)來源以及粒度成分有關(guān)。如上文所述，該區(qū)黃土同時接受西部高原和東部陸架的物質(zhì)，而且不均勻系數(shù)也小，這都導(dǎo)致了該區(qū)黃土的多樣性，從而出現(xiàn)壓縮系數(shù)大范圍變化的現(xiàn)象。對平均值進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)Ⅱ區(qū)黃土的壓縮性最高，這與本區(qū)黃土結(jié)構(gòu)疏松以及弱膠結(jié)的特征相符。就陸上與河口區(qū)比較，黃河口沉積物的壓縮性要小于陸上黃土，這與土的結(jié)構(gòu)變化趨勢相吻合。

圖8 不同區(qū)域黃土的壓縮系數(shù)變化曲線

6 黃土遷移入海過程中動力特性的變化

黃土震陷、液化以及地震滑坡是黃土地區(qū)最為常見的動力地質(zhì)災(zāi)害。本文選取室內(nèi)振動三軸試驗得到的有效動力參數(shù)對黃土遷移入海過程中的動力特性變化進(jìn)行分析。

6.1 抗震性

動彈性模量的大小反映了土的抗震性，而黃土的物理力學(xué)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征影響著黃土的動彈性模量，這些因素的變化，勢必造成土的動模量的區(qū)域性分布規(guī)律。在60～80kPa的固結(jié)壓力下，甘肅地區(qū)黃土在10-3應(yīng)變下動彈性模量平均為49MPa，山西地區(qū)平均為56MPa，陜西、山西等地黃土的動彈性模量明顯高于隴西黃土(王蘭民等， 2003)。黃河口沉積物動模量的研究發(fā)現(xiàn)，在10-3應(yīng)變下黃土動彈性模量平均為67MPa(馬德翠等， 2005)。整體來看，自西北到東南，從上游到下游，即黃土的動彈性模量在遷移入海的過程中逐漸增大。這與黃土的容重以及結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般來說土的動彈性模量隨容重的增大而增大，隨結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定而增大。

6.2 液化特性

液化是黃土地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)常見的地質(zhì)災(zāi)害，對液化特性的分析能有效減少此種災(zāi)害的發(fā)生，而液化應(yīng)力比是判斷黃土抗液化強(qiáng)度的重要指標(biāo)。對于陸上黃土研究發(fā)現(xiàn)，在相同的初始受力條件下，不同地區(qū)黃土發(fā)生液化時的液化應(yīng)力比明顯不同，其中蘭州黃土初始液化應(yīng)力比約為0.12，固原黃土初始液化應(yīng)力比約為0.13，潼關(guān)黃土則約為0.2(王峻等， 2011)。而對黃河口沉積物液化特性研究發(fā)現(xiàn)，初始液化應(yīng)力比約為0.25。整體來看，自西北到東南，從上游到下游，即從陸地遷移入海的過程中黃土發(fā)生液化時的初始液化應(yīng)力比逐漸增大。這一結(jié)果說明從上游到下游再到河口區(qū)，土發(fā)生液化的可能性變小，抗液化強(qiáng)度變大。這一變化趨勢可能與黃土的成分、結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。上游地區(qū)，黃土結(jié)構(gòu)疏松，抗液化強(qiáng)度低。下游地區(qū)，黃土連接緊密，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對較高，抗液化強(qiáng)度也高。

對抗震性和液化特性的分析都說明，在遷移入海的過程中黃土在動力作用下更為穩(wěn)定。

7 結(jié) 論

通過在黃河上游、中游、下游以及河口區(qū)搜集資料進(jìn)行統(tǒng)計分析，初步得出黃土從陸地向海洋的遷移過程中，其工程性質(zhì)有以下變化規(guī)律：

(1)黃土從陸地向海洋的遷移過程中，容重、含水量有變大趨勢，可塑性減弱。

(2)黃土的主要粒度成分為粉粒，在遷移入海的過程中黏粒含量明顯增加，砂粒含量減小，具有明顯的區(qū)域性變化規(guī)律。

(3)黃土遷移入海過程中孔隙隨黏粒的增加被更好地充填，結(jié)構(gòu)也由此變得致密，壓縮性相應(yīng)減小。

(4)黃土遷移入海過程中各區(qū)域的黏聚力變化范圍較大，總體上陸地黃土黏聚力要高于入海黃土； 內(nèi)摩擦角相對穩(wěn)定，由于細(xì)顆粒增加導(dǎo)致顆粒間咬合力增強(qiáng)，入海黃土的內(nèi)摩擦角略大于陸上黃土。

(5)黃土的抗震性和抗液化強(qiáng)度在遷移入海的過程中逐漸增強(qiáng)。

Bai X H，Smart P. 2002. Engineering properties of Lucheng Loess in Shanxi[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering，24(4)： 515～518．

Chang F Q，Jia Y G. 2011. Liquefaction characteristics of silts with different strengths at Yellow River estuary[J]. Rock and Soil Mechanics，32(9)： 2692～2696．

Chen R B. 2009. Study on the survey method and laws of geological disaster in loess plateau[D]. Xi’an： Chang’an University．

Cheng B，Lu J. 2009. Experiment study on relationship between water content and shear strength of Q3loess in north Shaanxi province[J]. Construction Technology，38(S1)： 40～43．

Deng J，Wang L M，Zhang Z Z. 2007. Microstructure characteristics and seismic subsidence of loess[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering，29(4)： 542～548．

Deng L S，F(xiàn)an W，He L P. 2012. Liquefaction property of loess under stochastic seismic load[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，31(6)： 1274～1280．

Feng L，Xu J H. 2010. Study on Development Patterns of Geological Hazards in Western Henan Province[J]. Bulletin of Henan earth scuence， 350～354．

He W M. 2007. Risk evaluation of geological hazard of a fly ash reservoir in a loess area[J]. Journal of Institute of Disaster-Prevention Science and Technology，9(2)： 58～62．

Hu Z Q，Liu Y，Li H R. 2014. Influence of freezing-thawing cycles on strength of loess[J]. Journal of Hydraulic Engineering，45(S2)： 14～18．

Hu Z P，Zhao Z R，Zhu Q D，et al. 2009. Experimental study on physical mechanic property of loess near ground fissur in Xi’an[J]. Journal of Earth Sciences and Environment，31(1)： 85～88．

Huang Z Q，Chen Y，Song R Y. 2010. Experimental study of unsaturated loess-like silty clay in Sanmenxia area[J]. Rock and Soil Mechanics，31(6)： 1759～1762．

Jia Y G，Shan H X，Liu X L，et al. 2011. Sediment dynamics and geological hazards in the estuary of Yellow River[M]. Beijing： Science Press: 1～495．

Li H J，Zhang K L. 2012. 3D simulation of the Sanmutai loess landslide, Shaanxi Province[J]. Shanghai Land & Resources，33(4)： 60～63．

Li L. 1998. The laboratory prediction of science subsidence on loess sites in Xigu industrial district of Lanzhou[J]. Journal of Gansu Sciences，10(4)： 43～46．

Liao S X，Cheng J H. 2007. Some instances of vibrating liquefaction on loess field[J]. Northwestern Seismological Journal，29(1)： 54～57．

Liu T S， An Z S，Yuan B Y. 1985. Eolian process and dust mantle(loess) in China[J]. Quaternary Sciences，6(1)： 113～125．

Luo Y S. 2000. Test analysis of dynamic characteristic and parameter of some typical loess in China[D]. Xi’an：Xi’an university of technology．

Luo Y S，Xie D Y，Li Y H. 2001. Study on the dynamic triaxial test of intact loess[M]. Beijing： China architecture &building Press．

Ma D C，Shan H X，Zhou Q J. 2005. Experimental study on shear modulus and damping ration characteristics of silty soil in the delta of Yellow River[J]. Journal of Engineering Geology，13(3)： 353～360．

Mao H M. 2010. Study on the roadbed filling experiment for highspeed railway line￣improved loess[J]. Shandong Transportation Science and Technology，(5)： 28～31．

Mi H Z，Li R M，Niu J X. 2006. The influence of water content on shear strength characteristics of Lanzhou intact loess[J]. Journal of Gansu Sciences，18(1)： 78～81．

Ou Z Y，Deng J C，Cai J H，et al. 2008. Engineering geology of loess channel of Shandong section of eastern route of the south to north water diversion[J]. South to North Water Transfers and Water Science & Technology，6(1)： 92～94．

Qi J J，Xu R Q，Gong W M. 2006. Experimental study on negative skin friction resistance on piles in collapsible loess area[J]. Rock and Soil Mechanics，27(S)： 881～884．

Qian H J，Zhu M，Xie S. 1992. Experimental study on the regularities of collapsible deformation of loess foundation in Hejin， Shanxi[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering，14(6)： 1～9．

Qin Y S，Li F. 1982. Study on the suspended matter of the sea water of the Bohai gulf[J]. Acta Oceanologica Sinica，4(2)： 191～200．

Qu Y X，Zhang Y S，Chen Q L. 2001. Prelimimay study on loess slumping in the area between northern Shaanxi and western Shanxi taking the pipeline for transporting gas from west to east in China[J]. Journal of Engineering Geology，9(3)： 233～240．

She Y X，Liu H L，Gao Y F. 2002. Study on liquefaction mechanism and pore-water pressure mode of saturated orginal loess[J]. Rock and Soil Mechanics，23(4)： 395～399．

Sun H M，Wang L M，Liu H M，et al. 2010. Experimental study on the back pressure saturation method of undisturbed loess[J]. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering，30(1)： 98～102．

Wang J M，Zou S，Li J L，et al. 2009. Stability on assessment of Tashan loess landslide at Qianyang County of Baoji region in Shaanxi province[J]. Journal of Engineering Geology，17(5)： 619～627．

Wang J，Li C H. 2011. The physical and mechanical properties of collapsible loess in Qingyang[J]. Gansu Science and Technology，27(15)： 35～36．

Wang J，Wang L M，Li L. 1997. Laboratory prediction of seismic subsidence quantity on loess sites[J]. Northwestern Seismological Journal， 19(2)： 62～66．

Wang J，Wang L M，Wang P，et al. 2011. A study of liquefaction characterisitcs of saturated loess in different regions[J]. Hydrogeology and Engineering Geology，38(5)： 54～57．

Wang L M，et al. 2003. Loess dynamics[M]. Beijing： Seismological Press: 1～430．

Wang Z L. 2013. The study on collapsible mechanism of loess between Zhengzhou with Luoyang of Henan region[D]. Beijing： Chinese academy of Geological Sciences．

Wu Z H，Xie D Y, Yu X F. 1994. Study on dynamic deformation and strength characteristics of Luochuan loess[J]. Journal of Hydraulic Engineering，12(5)： 67～71．

Xin L J. 2005. Characteristics of the composition of the Zhangxia loess and its origin[J]. Geology in China，32(1)： 55～61．

Xing Y C，Li J S，Li Z. 2007. Deformation characteristics of collapsible loess and expansive soil under the condition of wetted in stages[J]. Journal of Hydraulic Engineering，38(5)： 546～551．

Xu Z J，Liu Z G，Zhang M S. 2007. Loess in China and loess landslides[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，26(7)： 1297～1312．

Yang Z M，Zhao C G，Wang L M. 2005. Testing study on saturated loess liquefaction[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，24(5)： 864～871．

Yu H L，Long J H，Liu H S. 2014. Engineering geology division of loess slope and its strength parameter selection in Lü-liang mountainous area[J]. Journal of Engineering Geology，22(1)： 152～159．

Zhang M H. 2002. Study on collapsible loess moistening(drying) deformation[D]. Xi’an： Chang’an University．

Zhang W，Zhang S M. 1995. Development of loess engineering properties research in China[J]. Journal of Geotechnical Engineering，17(6)： 80～88．

Zhang X C，Huang R Q，Xu M，et al. 2014. Loess liquefaction characteristics and its influential factors of Shibeiyuan landslide[J]. Rock and Soil Mechanics，35(3)： 801～810．

Zhang Z Z. 1999. Seismic loessial hazards[M]. Beijing： Seismological Press: 1～147．

Zhang Z L，Xin L J，Nie X H. 2004. A summary of loessial researches in Shandong[J]. Scientia Geographica Sinica，24(6)： 746～752．

Zhao Y. 2013. Effects of soluble salt on loess collapsibility in Tongxin district of Ningxia[D]. Ningxia： Ningxia University．

常方強(qiáng)，賈永剛. 2011. 黃河口不同強(qiáng)度粉土液化特性的試驗研究[J]. 巖土力學(xué)，32(9)： 2692～2696．

陳榮彬. 2009. 黃土高原地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查方法及規(guī)律研究[D]. 西安：長安大學(xué)．

程彬，盧靖. 2009. 含水量對陜北Q3黃土抗剪強(qiáng)度影響的試驗研究[J]. 施工技術(shù)，38(S1)： 40～43.

鄧津，王蘭民，張振中. 2007. 黃土顯微結(jié)構(gòu)特征與震陷性[J]. 巖土工程學(xué)報，29(4)： 542～548.

鄧龍勝，范文，賀龍鵬. 2012. 隨機(jī)地震荷載作用下黃土的液化特性[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報，31(6)： 1274～1280.

馮琳，徐建紅. 2010. 豫西黃土特征及地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)律研究[J]. 河南地球科學(xué)通報， 350～354.

賀為民. 2007. 黃土地區(qū)灰渣庫地質(zhì)災(zāi)害危險性評估[J]. 防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報，9(2)： 58～62.

胡再強(qiáng)，劉寅，李宏儒. 2014. 凍融循環(huán)作用對黃土強(qiáng)度影響的試驗研究[J]. 水利學(xué)報，45(S2)： 14～18.

胡志平，趙振榮，朱啟東，等. 2009. 西安某地裂縫兩側(cè)黃土物理力學(xué)性質(zhì)試驗[J]. 地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，31(1)： 85～88.

黃志全，陳宇，宋日英，等. 2010. 三門峽地區(qū)黃土狀粉質(zhì)黏土非飽和性質(zhì)試驗研究[J]. 巖土力學(xué)，31(6)： 1759～1762.

賈永剛，單紅仙，劉曉磊，等. 2011. 黃河口沉積物動力學(xué)與地質(zhì)災(zāi)害[M]. 北京：科學(xué)出版社: 1～495.

李紅軍，張克亮. 2012. 陜西省三畝臺黃土滑坡三維模擬分析[J]. 上海國土資源，33(4)： 60～63.

李蘭. 1998. 蘭州西固工業(yè)區(qū)黃土場地震陷量的試驗預(yù)測[J]. 甘肅科學(xué)學(xué)報，10(4)： 43～46.

廖勝修，程菊紅. 2007. 黃土場地震動液化實例[J]. 西北地震學(xué)報，29(1)： 54～57.

劉東生，安芷生，袁寶印. 1985. 中國的黃土與風(fēng)塵堆積[J]. 第四紀(jì)研究，6(1)： 113～125.

駱亞生. 2000. 中國典型黃土動力特性及其參數(shù)的試驗分析[D]. 西安：西安理工大學(xué).

駱亞生，謝定義，李永紅. 2001. 原狀黃土的動三軸試驗研究及探討[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社．

馬德翠，單紅仙，周其健. 2005. 黃河三角洲粉質(zhì)土的動模量和阻尼比試驗研究[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報，13(3)： 353～360.

毛紅梅. 2010. 高速鐵路石灰改良黃土路基填料試驗研究[J]. 山東交通科技，(5)： 28～31.

米海珍，李如夢，牛軍賢. 2006. 含水量對蘭州黃土剪切強(qiáng)度特性的影響[J]. 甘肅科學(xué)學(xué)報，18(1)： 78～81.

歐釗元，鄧?yán)^昌，蔡家宏，等. 2008. 南水北調(diào)東線山東段黃土狀土輸水渠道工程地質(zhì)問題研究[J]. 南水北調(diào)與水利科技，6(1)： 92～94.

齊靜靜，徐日慶，龔維明. 2006. 濕陷性黃土地區(qū)樁側(cè)負(fù)摩阻力問題的試驗研究[J]. 巖土力學(xué)，27(增刊)： 881～884.

錢鴻縉，朱梅，謝爽. 1992. 河津黃土地基濕陷變形試驗研究[J]. 巖土工程學(xué)報，14(6)： 1～9.

秦蘊(yùn)珊，李凡. 1982. 渤海海水中懸浮體的研究[J]. 海洋學(xué)報(中文版)，4(2)： 191～200.

曲永新，張永雙，陳情來. 2001. 陜北晉西黃土滑塌災(zāi)害的初步研究——以西氣東輸工程為例[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報，9(3)： 233～240.

佘躍心，劉漢龍，高玉峰. 2002. 飽和黃土孔壓增長模式與液化機(jī)理試驗研究[J]. 巖土力學(xué)，23(4)： 395～399.

孫海妹，王蘭民，劉紅玫，等. 2010. 原狀黃土的反壓飽和法試驗研究[J]. 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報，30(1)： 98～102.

王繼明，鄒森，劉景雷，等. 2009. 陜西寶雞地區(qū)千陽縣塌山黃土滑坡穩(wěn)定性分析[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報，17(5)： 619～627.

王潔，李朝暉. 2011. 慶陽地區(qū)濕陷性黃土物理力學(xué)性質(zhì)及濕陷性變化規(guī)律研究[J]. 甘肅科技，27(15)： 35～36.

王峻，王蘭民，李蘭. 1997. 黃土場地震陷量的試驗預(yù)測[J]. 西北地震學(xué)報，19(2)： 62～66.

王峻，王蘭民，王平，等. 2011. 不同地區(qū)飽和黃土液化特性研究[J]. 水文地質(zhì)工程地質(zhì)，38(5)： 54～57.

王蘭民主. 2003. 黃土動力學(xué)[M]. 北京：地震出版社: 1～430.

王志良. 2013. 河南鄭州-洛陽地區(qū)黃土濕陷機(jī)理研究[D]. 北京：中國地質(zhì)科學(xué)院.

巫志輝，謝定義，佘雄飛. 1994. 洛川黃土的動變形和強(qiáng)度特性[J]. 水利學(xué)報，12(5)： 67～71.

辛良杰. 2005. 張夏黃土組成特征及其成因分析[J]. 中國地質(zhì)，32(1)： 55～61.

邢義川，李京爽，李振. 2007. 濕陷性黃土與膨脹土的分級增濕變形特性試驗研究[J]. 水利學(xué)報，38(5)： 546～551．

徐張建，林在貫，張茂省. 2007. 中國黃土與黃土滑坡[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報，26(7)： 1297～1312.

楊振茂，趙成剛，王蘭民. 2005. 飽和黃土液化的試驗研究[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報，24(5)： 864～871.

于慧麗，龍建輝，劉海松，等. 2014. 呂梁山區(qū)黃土邊坡工程地質(zhì)分區(qū)及強(qiáng)度參數(shù)選取[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報， 22(1)： 152～159.

張茂花. 2002. 濕陷性黃土增(減)濕變形性狀試驗研究[D]. 西安：長安大學(xué).

張煒，張?zhí)K民. 1995. 我國黃土工程性質(zhì)研究的發(fā)展[J]. 巖土工程學(xué)報，17(6)： 80～88.

張曉超，黃潤秋，許模，等. 2014. 石碑塬滑坡黃土液化特征及其影響因素研究[J]. 巖土力學(xué)，35(3)： 801～810.

張振中主編. 黃土地震災(zāi)害預(yù)測[M]. 1999. 北京：地震出版社: 1～147.

張祖陸，辛良杰，聶曉紅. 2004. 山東地區(qū)黃土研究綜述[J]. 地理科學(xué)，24(6)： 746～752.

趙燁. 2013. 可溶鹽對寧夏同心黃土濕陷性作用效應(yīng)研究[D]. 寧夏：寧夏大學(xué).

JournalofEngineeringGeology工程地質(zhì)學(xué)報 1004-9665/2016/24(5)- 0951- 08

CHANGES OF LOESS ENGINEERING PROPERTIES DURING FLOWING PROCESS FROM YELLOW RIVER TO SEA

Millions of years ago， seemingly boundless sand storms covered northwestern China， which formed loess deposits several hundred meters deep. Some loess was transported thousands of kilometers away through the river system to the coastal area of the Bohai Sea， which generated the Modern Yellow River Delta. The engineering properties of loess changed from Yellow river to the sea. The physical mechanical properties， gradation composition， microstructure and dynamics properties of loess are obtained based on the achievements along the Yellow River in the past 30 years and researches on estuary sediment in the latest 10 years. Analysis of these data shows that the unit weight and water content increased in the process of transported into sea， while the plastic index decreased. The major contents of loess are silt， with little sand and clay. The clay content increased while sand content decreased. Consequently， the void was filled better， and the compressibility of loess reduced. The shear resistance shows big differences at different areas. The earthquake resistance and liquefaction resistance were increased. This paper is of great significance to better understanding the mechanism and prevention of the loess geological disasters．

Loess， From Yellow River in to sea， Engineering properties， Spatial evolution， Yellow River Basin

10.13544/j.cnki.jeg.2016.05.025

2016-07-27;

2016-08-19.

國家自然科學(xué)基金項目(41372287、41272316、41402253)， 國土資源部黃土地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室開放基金項目(KLGLAMLR201501)資助.

張紅(1992-)，女，碩士生，主要從事海洋巖土工程、第四紀(jì)地質(zhì)與黃土研究. Email: 18051379505@163.com

簡介： 劉曉磊(1985-)，男，博士，講師，從事海洋工程地質(zhì)與環(huán)境保護(hù)研究. Email: xiaolei@ouc.edu.cn

P642.13+1

A