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内容简介

　　“陕北黄土工程地质”属于区域工程地质范畴，陕北黄土地区特殊的地质、地貌和气候条件使得该区域素以强烈的土壤侵蚀和频发的地质灾害而著称。由于缺乏全面的工程地质资料和系统的黄土力学强度理论，往往会给相关工程的问题处理带来一定的困难。在开展大量的野外调查、地质勘察、现场试验和室内试验的基础上，《陕北黄土工程地质》系统总结了陕北黄土区的地形、地貌、水文、气候和区域地质发展史等资料，建立了陕北黄土地区黄土地层标准剖面，探讨了黄土湿陷性、渗透性和崩解性等水理性质，通过拉伸试验、扭剪试验、三轴试验研究提出了一种能综合考虑结构性黄土抗拉和抗剪特性的联合强度理论，结合黄土载荷试验和确定地基承载力的新方法提H{了陕北黄土地基承载力新表，将陕北黄土地区进行了合理的工程地质分区，针对油区重点开采区的工程地质条件进行了全面分析和评价。
　　《陕北黄土工程地质》研究成果不仅可以服务于长庆油区地面工程建设中的勘察和设计，亦可为地方政府在黄土区域的建设规划、勘察和设计中提供重要的技术参考。
　　《陕北黄土工程地质》可供工程地质、土木工程、公路铁道、水利工程和防灾与减灾工程等相关专业的高年级本科生与科研人员阅读，亦可成为工程技术人员在工程地质勘察和岩土工程评价与分析方面的实用工具书。

内页插图

目录

前言

1 自然地理及区域地质
1．1 研究区范围及地理概况
1．2 地形地貌
1．2．1 构造堆积侵蚀地貌
1．2．2 现代构造（变形）地貌
1．2．3 湿陷变形地貌
1．2．4 侵蚀地貌
1．3 气候
1．3．1 气温
1．3．2 季节
1．3．3 霜期和无霜期
1．3．4 日照时间
1．3．5 风
1．3．6 降水
1．3．7 蒸发
1．4 水文
1．4．1 主要河流水系
1．4．2 泥沙
1．4．3 冰情
1．4．4 径流特征
1．4．5 天然湖泊
1．5 地质发展史
1．5．1 地质
1．5．2 地层
1．5．3 构造
1．6 水文地质
1．6．1 地下水类型
1．6．2 地下水补给量
1．6．3 地下水水化学特征

2 陕北黄土地层及标准剖面
2．1 第四纪划分
2．4 陕北地区典型剖面对比
2．5 陕北黄土地层的基本特征
2．5．1 基于野外调查的陕北黄土地层典型剖面对比
2．5．2 陕北地区黄土一古土壤序列中黄土层的总体特征
2．5．3 陕北地区黄土一古土壤序列中古土壤的特征
2．5．4 陕北黄土地层厚度特征
2．5．5 陕北黄土地层的粒度特征

3 黄土的水理性质
3．1 黄土湿陷性成因
3．1．1 黄土湿陷性研究的意义
3．1．2 黄土湿陷性成因机理国内外研究综述
3．1．3 基于微结构理论的黄土湿陷性成因
3．1．4 基于IPP图像处理软件的湿陷性黄土微观结构定量分析
3．2 黄土渗透性试验
3．2．1 研究方法及试验内容
3．2．2 试验结果及分析
3．3 黄土湿陷对渗透系数的影响
3．3．1 研究意义
3．3．2 试验土样的基本性质
3．3．3 湿陷试验以及渗透试样的制备
3．3．4 湿陷后土体的渗透试验
3．3．5 湿陷对渗透系数影响的微观机理分析
3．4 黄土崩解动力学研究
3．4．1 研究意义
3．4．2 试验内容
3．4．3 结果与讨论
3．5 黄土大试块及原位崩解试验
3．5．1 大试块黄土崩解仪及崩解试验
3．5．2 原位崩解试验
3．5．3 基于大试块和原位崩解试验的黄土崩解机理
3．5．4 黄土崩解性的影响因素及其机理
3．5．5 黄土崩解过程的边界效应
3．6 黄土抗冲性试验
3．6．1 黄土大试块冲刷试验
3．6．2 黄土地层原位冲刷试验

4 陕北黄土强度变形特性与增湿本构建模研究
4．1 黄土力学性质及研究现状
4．1．1 黄土的力学特性
4．1．2 非饱和结构性黄土边坡稳定性研究背景
……

5 陕北黄土地基承载力研究
6 陕北黄土工程地质分区
7 陕北部分油区工程地质

前言/序言

　　陕北黄土工程地质属于区域工程地质范畴。区域工程地质对资源开发、土地使用、国民经济建设以及生态环境都有着举足轻重的作用。要想科学地、合理地做好工程规划与工程建设，首先要全面地进行工程地质勘察，掌握区域工程地质条件，只有这样才能把建筑物特点与场地地质条件充分结合，通盘考虑，整体布局，科学规划。
　　陕北黄土高原是我国黄土高原的主体部分，北与内蒙古自治区、西与甘肃省、东与山西省毗邻，南与渭南市、咸阳市相连接，地势西北高东南低，北部为风沙区，南部是丘陵沟壑区。该区主要包括延安、榆林两个地级市，共辖25个县区，约占陕西省总面积的45%。由于该区地处黄土高原的北部，属于不同典型地理单元的过渡区域，因此分布着十分复杂的地貌类型，除长城沿线分布的风沙地貌和部分山地地貌外，大部分地区分布着种类齐全的黄土地貌。也由于其地理位置的特殊性，世界独一无二的黄土国家地质公园及著名的洛川黄土标准剖面即位于此区域。长期以来，该区已经成为国内外学者研究黄土力学与工程特性不可多得的理想天然试验场，国内外许多学者在这里进行过许多开拓性工作，曾在黄土的成因、黄土地貌的形成演化、黄土地层层序学、黄土力学与工程特性等方面获得过许多奠基性的成果，为世界黄土的研究做出了杰出贡献，陕北黄土高原也因此在世界黄土研究领域久负盛名。
　　长庆油田长期进行地面工程建设的实践表明，工程建设的规划、设计、施工无不受场地工程地质条件的制约，工程建设的方式、规模和类型依赖于场地工程地质条件，工程地质条件的优劣、工程地质资料的翔实与否直接影响工程建设的质量和成本，只有正确认识工程建设与地质环境相互制约的内在规律，才能合理有效地开发利用并妥善保护地质环境，达到工程建设与地质环境相协调，同时也能够保证各类工程发挥其最大效益，因此陕北黄土工程地质评价是长庆油田陕北工区开展各类地面工程建设的必要前提。
　　长庆油田陕北工区多数位于黄土地貌之上，在长期实践中经常会遇到各种类型工程问题，如黄土地基湿陷变形问题、黄土边坡灾害问题和黄土潜蚀问题等，但由于缺乏相关的工程地质资料和系统的黄土力学强度理论，往往会给这些工程问题的处理工作带来极大困难，长期困扰着工程建设的规划、设计、施工乃至运营。这些工程问题归根结底是由于对该区黄土工程地质特征缺乏研究和黄土力学强度缺乏全面系统的掌握所造成的。因此，通过深入研究该区黄土力学特性，全面把握陕北地区黄土力学性质与工程地质条件，在此基础上进行黄土工程地质分区和综合评价，并使其及时有效地服务于长庆油田陕北工区的各类建设，是长庆油田陕北工区各项工程实践面临的、亟待完成的科技任务。
　　鉴于此，西安长庆科技工程有限责任公司于2014年7月正式启动了“长庆油田陕北区黄土工程特性应用研究”科研项目，由西安长庆科技工程有限责任公司与西安理工大学（陕西省黄土力学与工程重点实验室）密切合作，历时3年，圆满完成课题研究任务。
　　研究项目首先开展了大量的野外调查、工程地质勘察、现场试验和室内试验，获得了大量的基础性资料；系统总结了陕北黄土地区的地形地貌、水文、气候、区域地质发展史等资料；系统归纳总结了第四纪各地层的具体界限及其客观证据，建立了陕北黄土地区黄土地层标准剖面，为陕北黄土分布区的建设规划、勘察、设计提供了重要依据；通过各种试验手段对黄土湿陷性、渗透性和崩解性等水理性质开展了深入研究；通过拉伸试验、扭剪试验、三轴试验研究，提出了一种真正意义上能综合考虑结构性黄土抗拉和抗剪强度的联合强度公式，并通过工程应用验证了其合理性，此外，将联合强度引入非线性邓肯一张模型中，建立了一种黄土非线性增湿本构模型；基于黄土地基浅层平板载荷试验，通过确定地基承载力的新方法计算得到的地基承载力值与规范中承载力表的承载力值进行比较，提出了陕北黄土地基承载力新表；通过研究确立了陕北黄土区的工程地质分区原则，最终将陕北地区分为5个工程地质区14个亚区；针对长庆油田陕北工区重点开采区，进行了系统的工程地质分析和评价，全面揭示了油田重点开采区的工程地质特征。课题研究充分重视理论与实际密切结合，力图使研究成果直接、有效地服务于长庆油田陕北区各类地面工程建设及地方的经济发展。
　　本书是项目研究成果的总结和升华，研究成果将服务于长庆油田陕北工区地面工程建设中的勘察、设计和施工实践。
　　全书共分七章，前言由王治军、李荣建撰写，第一章由王治军、李喜安撰写；第二章由李喜安、王治军撰写；第三章由骆建文、李喜安撰写；第四章由李荣建、耿生明撰写；第五章由骆建文、李荣建撰写；第六章由王治军、骆建文、李喜安撰写；第七章由耿生明、李喜安撰写。另外，长庆科技工程有限责任公司的杜志伟、潘俊义、朱桥川、赵胜杰，西安理工大学的刘军定、陈阳、李振菲、谈永光、刘振山、王帅帅、洪勃、王力、李林翠、郭泽泽等同志参与了项目研究及部分编写工作。
　　在本书编写过程中参阅了大量的文献资料，结合了许多前人研究成果，得到了研究单位各级领导的大力支持和有力协助，使得项目能够顺利圆满完成预定目标，在此一并表示衷心的感谢！
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