黄土的垂直节理

1、对黄土的主要工程特征之一：黄土节理，通常的概念是：“黄土有立壁，它富于 直立性这是黄土具有垂直节理造成的”。节理：中的裂隙，其两侧没有明显的位移。地壳上部中最广泛发育的一种。黄土的垂直节理是黄土地貌的主要特征之一。黄土体中存在着两大破裂形迹，一类 是非构造破裂，另一类是活动构造破裂。垂直节理就是非构造破裂的一种形式。垂 直节理的的存在使边坡易于渗水，造成坡体变形、崩塌和滑坡、侵蚀堤岸，这是构 成河流泥沙的主要来源。垂直节理的存在破坏了土的整体性，使开挖隧洞或进行其 他地下工程时土体对衬砌（衬砌指的是为防止国岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用 钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。衬砌技术通常是应用

2、于隧道工程、水利 渠道中。衬砌简单说来就是内衬，常见的就是用砌块衬砌，可以是预应力高压灌浆 素混凝土衬砌。）的压力增大，造成意外塌方，窑洞及地下的建筑也可能由于垂直 节理发育而破坏。根据野外观察所得到的黄土的节理有一下特点：风化节理普遍存在于黄土层表层边缘部分，而没有规律。黄土中的垂直节理，一种是由于结构特征、水平张力和风化作用产生的“次 生”张开垂直节理，另一种是由于结构特征、构造作用产生的“原生”闭合垂直节 理发展形成的张开垂直节理。次生张开垂直节理，其发育程度在黄土层中也不相同，干燥的土层中发育的 多些，较湿的黄土层中不十分发育。次生张开垂直节理在浅黄色心黄土中最普遍， 阶地成层图中次之

3、，在红橙色黄土中少见。原生闭合斜节理和交叉节理多见于红橙色老黄土中或实质黄土中，有时节理 中充填有粘土，节理缝可见上窄下宽现象。兰州、天水、定西、山西汾河等地区黄土中原生闭合垂直节理和原生闭合斜 节理较陇东、陕北地区发育。特别是天水、兰州地区发育。黄土层中的节理与堆积时代、岩性、固结程度、构造应力、风化条件等有密 切关系。黄土层中原生闭合节理的走向分两种。闭合节理节理面较完整，风化节理节理面不完整。垂直节理：1.原生闭合垂直节理；2.张开垂直节理；3.次生张开垂直节理。节理的成因:原生闭合垂直节理的成因：维利斯曾对黄土垂直节理有这样的解释：“黄土在 堆积的加厚过程中，在重力的影响下，土粒间上下

4、距离变得愈加紧密，而土粒间左 右间距却保持不变，这样水和空气即沿此抵抗力最小的上下方向移动，也就是沿着 黄土垂直管状空隙不断的升降运动”。“黄土颗粒的胶结与水分钟化学溶解盐类有关， 而水分变化又影响盐类的分布存在的变化”。总之，黄土节理的产生，是由黄土本身 的重力，毛细管引力及胶结作用而引起的物理化学作用的结果，而其中地下水的运 动是这种复杂过程的媒介物。土的自身重力，毛细管引力，盐类在土层中存在的情 况，水的运动，对黄土的特殊结构都起辅助作用，构成了可能产生原生闭合垂直节 理的倾向。同时指出，黄土的结构和固结度是支配黄土垂直节理发育的重要因素。1.也就 是说，黄土堆积过程中，构成了特殊的结构

5、。在干旱条件下，黄土原始物质经过风 力的搬运，在大气中分选，降落和沉积，形成矿物颗粒的无层理、极松散、多空隙 的混乱堆积。黄土中的大矿物颗粒相互支架，许多细小颗粒附着在大颗粒表面，形 成以支架大孔隙结构为主，以镶嵌微孔隙为次的黄土结构。再加上矿物的胶结作用， 使黄土在相邻的两个不同局域之间的大孔隙产生节理的趋势。2.当土层堆积到一定 程度，经过短期的雨水的浸润之后，土层的水分逐渐被蒸发，含水率逐渐减少，颗 粒间接触的毛细水弯液面退缩而留下少量的胶凝物、水和溶解盐离子，使得颗粒间 产生一定的联接强度，非饱和黄土的结构与结构强度就初步形成。当原先的土层又 有新的堆积，使原土结构所受的压力有所增加，

6、当土粒间的压力超过土粒间的连接 强度时，土粒间的联接破坏了。这也使土产生节理的趋势。土层本身的干燥固结程 度又是直接影响垂直节理发育的原因。地质内营力构造作用也有助于这种节理的发 育。（地壳运动产生强大的水平压力，可以造成地壳的褶皱、断层等现象，这种强大 的力量来自地球内部，叫内营力。）次生张开垂直节理的成因：黄土中的多孔性（且垂直方向的空隙大于水平方 向），土层干湿变化引起的土体的收缩膨胀，破坏土层原始平衡，以及由于重力所产 生的水平张力，风化作用等，这些便是产生次生张开垂直节理的主要原因。风化节理的成因：它是受现代的物理化学风化作用所致，它的分布仅限于边 缘部分的顶部，本身不规则，实质上表层的风化壳。原生闭合斜节理的成因：这种构造性节理主要有两种，一组为北东，另一组 为北西，构成X型分布。从它的分布规律来看，可以肯定：它是古构造运动的连续 性（或称复活性）所造成的。两组节理的走向表明，它们所受的压应力方向完全与 古构造运动应力方向一致（南北向）。黄土中的斜节理主要系受构造应力场南北向的压应力作用而产生，所以两组节 理走向的