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1 自然地理及区域地质1

1.1 研究区范围及地理概况1

1.2 地形地貌2

1.2.1 构造堆积侵蚀地貌5

1.2.2 现代构造（变形）地貌9

1.2.3 湿陷变形地貌10

1.2.4 侵蚀地貌10

1.3 气候14

1.3.1 气温14

1.3.2 季节17

1.3.3 霜期和无霜期17

1.3.4 日照时间19

1.3.5 风21

1.3.6 降水23

1.3.7 蒸发25

1.4 水文26

1.4.1 主要河流水系26

1.4.2 泥沙37

1.4.3 冰情38

1.4.4 径流特征39

1.4.5 天然湖泊39

1.5 地质发展史40

1.5.1 地质40

1.5.2 地层44

1.5.3 构造51

1.6 水文地质53

1.6.1 地下水类型53

1.6.2 地下水补给量55

1.6.3 地下水水化学特征55

2 陕北黄土地层及标准剖面57

2.1 第四纪划分57

2.1.1 第四纪下限问题57

2.1.2 早更新世与中更新世的界限（Qp1/Qp2）60

2.1.3 中更新世与晚更新世的界限（Qp2/Qp3）60

2.1.4 晚更新世与全新世的界限（Qp3/Qh）60

2.2 第四纪黄土地层的划分及野外识别的标志层61

2.2.1 第四纪黄土地层的划分61

2.2.2 黄土地层野外识别标志64

2.3 陕北黄土典型剖面65

2.3.1 府谷高家窨则黄土剖面65

2.3.2 榆林双山黄土剖面66

2.3.3 榆林蔡家沟剖面66

2.3.4 榆林三道沟剖面67

2.3.5 榆林王家砭黄土地质剖面68

2.3.6 榆林碾面房榆溪河剖面69

2.3.7 横山狄青塬黄土剖面69

2.3.8 横山魏家楼黄土边坡地层72

2.3.9 横山武家坡黄土剖面74

2.3.10 横山响水堡剖面74

2.3.11 靖边破山剖面76

2.3.12 靖边糜地湾地质剖面76

2.3.13 靖边阎家湾黄土剖面77

2.3.14 靖边芦草台滑坡剖面79

2.3.15 靖边沙渠村黄土剖面79

2.3.16 靖边五里湾钻孔剖面80

2.3.17 靖边小河乡钻孔剖面80

2.3.18 靖边杨渠郭家梁剖面82

2.3.19 靖边长渠沟剖面84

2.3.20 靖边二里湾剖面85

2.3.21 安塞黄土剖面86

2.3.22 安塞化子坪黄土剖面88

2.3.23 安塞王家湾钻孔剖面88

2.3.24 安塞镰刀湾钻孔剖面90

2.3.25 延安市区黄土剖面91

2.3.26 延安任家窑子黄土剖面92

2.3.27 延安新区黄土剖面94

2.3.28 延安下康家沟黄土剖面96

2.3.29 延安柳化峪麦草梁剖面96

2.3.30 延安河庄坪钻孔剖面97

2.3.31 甘泉油粉沟黄土崩塌剖面98

2.3.32 甘泉下寺湾钻孔剖面99

2.3.33 甘泉石门乡钻孔剖面99

2.3.34 洛川黑木沟黄土剖面101

2.3.35 洛川北汉寨黄土剖面116

2.3.36 洛川清池黄土剖面117

2.3.37 洛川秦家寨和谷嘴黄土剖面120

2.3.38 洛川刘家河黄土剖面122

2.3.39 洛河—崾崄公社黄土剖面122

2.3.40 黄陵黄土剖面122

2.3.41 黄陵洛河秦家川剖面136

2.3.42 黄陵狼牙齿沟黄土剖面137

2.3.43 佳县方塌附近黄土剖面139

2.3.44 佳县马铺村黄土剖面140

2.3.45 米脂郭兴庄钻孔剖面140

2.3.46 子洲黄土地层141

2.3.47 子洲三川口钻孔剖面142

2.3.48 绥德四十里铺黄土剖面142

2.3.49 绥德韭园沟地质剖面143

2.3.5 0清涧高杰村剖面144

2.3.5 1清涧麻谷岔黄土剖面145

2.3.5 2延长张家滩黄土剖面145

2.3.5 3定边黄土地层146

2.3.5 4定边安边镇钻孔剖面148

2.3.5 5定边砖井镇钻孔剖面148

2.3.5 6吴起黄土地层149

2.3.5 7吴起土佛寺黄土剖面150

2.3.5 8吴起铁边城黄土剖面153

2.3.5 9吴起大路沟沟口剖面153

2.3.6 0吴起后袁老庄黄土剖面154

2.3.6 1吴起白豹镇钻孔剖面155

2.3.6 2吴起王坬子钻孔剖面155

2.3.6 3志丹黄土地层156

2.3.6 4志丹八大黎剖面158

2.3.6 5志丹王南沟钻孔剖面158

2.3.6 6志丹吴堡乡钻孔剖面159

2.3.6 7子长黄土地层161

2.3.6 8子长钟山石窟剖面161

2.3.6 9子长栾家坪钻孔剖面161

2.3.7 0吴堡阶地地层剖面162

2.4 陕北地区典型剖面对比166

2.5 陕北黄土地层的基本特征166

2.5.1 基于野外调查的陕北黄土地层典型剖面对比166

2.5.2 陕北地区黄土—古土壤序列中黄土层的总体特征175

2.5.3 陕北地区黄土—古土壤序列中古土壤的特征176

2.5.4 陕北黄土地层厚度特征177

2.5.5 陕北黄土地层的粒度特征178

3 黄土的水理性质180

3.1 黄土湿陷性成因180

3.1.1 黄土湿陷性研究的意义180

3.1.2 黄土湿陷性成因机理国内外研究综述182

3.1.3 基于微结构理论的黄土湿陷性成因187

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200

3.2 黄土渗透性试验216

3.2.1 研究方法及试验内容217

3.2.2 试验结果及分析218

3.3 黄土湿陷对渗透系数的影响223

3.3.1 研究意义225

3.3.2 试验土样的基本性质225

3.3.3 湿陷试验以及渗透试样的制备225

3.3.4 湿陷后土体的渗透试验228

3.3.5 湿陷对渗透系数影响的微观机理分析233

3.4 黄土崩解动力学研究236

3.4.1 研究意义236

3.4.2 试验内容236

3.4.3 结果与讨论238

3.5 黄土大试块及原位崩解试验243

3.5.1 大试块黄土崩解仪及崩解试验243

3.5.2 原位崩解试验244

3.5.3 基于大试块和原位崩解试验的黄土崩解机理244

3.5.4 黄土崩解性的影响因素及其机理247

3.5.5 黄土崩解过程的边界效应247

3.6 黄土抗冲性试验249

3.6.1 黄土大试块冲刷试验249

3.6.2 黄土地层原位冲刷试验254

4 陕北黄土强度变形特性与增湿本构建模研究260

4.1 黄土力学性质及研究现状260

4.1.1 黄土的力学特性260

4.1.2 非饱和结构性黄土边坡稳定性研究背景261

4.1.3 非饱和结构性黄土边坡稳定性研究现状262

4.1.4 研究目标269

4.2 岩土的经典强度理论269

4.2.1 直剪试验及经典的莫尔-库仑强度理论269

4.2.2 特雷斯卡准则与广义特雷斯卡准则272

4.2.3 米泽斯和广义米泽斯准则273

4.2.4 莫尔-库仑强度准则274

4.2.5 特雷斯卡、米泽斯和莫尔-库仑三个强度准则的讨论275

4.2.6 关于强度理论的讨论276

4.3 黄土联合强度特性及其理论构架277

4.3.1 陕北靖安油田大路沟黄土抗拉强度试验277

4.3.2 陕北靖安油田大路沟黄土三轴试验与结果分析278

4.3.3 基于陕北靖安油田大路沟黄土的联合强度理论构架279

4.4 基于陕北靖安油田大路沟黄土的扭剪强度试验与联合强度验证283

4.4.1 黄土的扭剪试验研究方案283

4.4.2 靖安油田大路沟黄土扭剪试验成果整理与分析285

4.4.3 基于抗拉、扭剪和压剪试验的联合强度研究287

4.5 联合强度理论在陕北典型黄土中的拓展与评价290

4.5.1 安塞王家湾乡墩也村Qh黄土联合强度特性290

4.5.2 延安下寺湾插输站Qp3黄土联合强度特性293

4.5.3 陕北志丹双河乡野山插输站粉性黄土联合强度特性296

4.5.4 联合强度理论在四种黄土中应用时的综合评价299

4.6 基于综合结构势的黄土联合强度理论299

4.6.1 非饱和结构性黄土结构性参数变化规律及其改进299

4.6.2 基于可考虑结构性参数的结构性黄土联合强度理论303

4.7 结构性黄土联合强度公式的破坏应力修正算法305

4.7.1 拉伸破坏区的应力修正305

4.7.2 拉剪应力区的破坏应力修正306

4.7.3 压剪应力区的破坏应力修正308

4.7.4 结论308

4.8 基于联合强度理论的黄土邓肯—张非线性本构模型309

4.8.1 邓肯—张（Duncan-Chang）双曲线模型背景309

4.8.2 切线变形模量Et309

4.8.3 切线泊松比313

4.8.4 卸载—再加载模量313

4.9 基于增湿条件下黄土邓肯—张非线性本构模型314

4.9.1 黏聚力与含水量的关系314

4.9.2 内摩擦角与含水量的关系314

4.9.3 单轴抗拉强度与含水量的关系315

4.9.4 非线性增湿本构模型的建立315

4.10 黄土联合强度的工程评价与应用317

4.10.1 结构性黄土边坡稳定性的应用评价317

4.10.2 桩基扩孔效应对黄土地基结构性参数的影响评价320

5 陕北黄土地基承载力研究328

5.1 概述328

5.2 规范中的地基承载力329

5.2.1 规范中的地基承载力分类329

5.2.2 地基承载力之间关系辨析331

5.3 临塑荷载、临界荷载、极限荷载定义及其公式332

5.3.1 临塑荷载、临界荷载和极限荷载332

5.3.2 临塑荷载、临界荷载、极限荷载的计算公式及其推导333

5.4 载荷试验原理与试验分析342

5.4.1 深层平板载荷试验342

5.4.2 浅层平板载荷试验343

5.4.3 黄土地基的现场载荷试验344

5.5 黄土地基承载力的确定及其新方法349

5.5.1 传统的地基承载力确定方法349

5.5.2 确定地基承载力的新方法350

5.5.3 本研究针对新方法的进一步改进353

5.6 基于地基承载力新方法的黄土地基承载力研究354

5.6.1 地基承载力表的历史演变354

5.6.2 基于新方法完善黄土地基承载力基本值的研究方法354

5.6.3 基于新方法的黄土地基承载力基本值的完善355

5.6.4 黄土地基承载力新表及规范承载力表的对比分析368

5.7 陕北黄土地基承载力新表368

5.7.1 晚更新世、全新世湿陷性黄土承载力基本值新表368

5.7.2 饱和黄土承载力基本值新表369

5.7.3 新近堆积黄土承载力基本值新表369

6 陕北黄土工程地质分区370

6.1 分区原则370

6.2 工程地质分区371

6.3 各分区工程地质特征376

6.3.1 风沙地貌区（Ⅰ）376

6.3.2 白于山—崂山黄土丘陵沟壑地貌区（Ⅱ）376

6.3.3 东部丘陵沟壑地貌区（Ⅲ）377

6.3.4 黄土高原沟壑地貌区（Ⅳ）378

6.3.5 黄龙山—子午岭土石山地貌区（Ⅴ）379

7 陕北部分油区工程地质380

7.1 宝塔区油区工程地质380

7.1.1 概述380

7.1.2 地形地貌380

7.1.3 分区工程地质条件380

7.2 安塞油区工程地质384

7.2.1 概述384

7.2.2 地形地貌384

7.2.3 各分区工程地质条件386

7.3 吴起油区工程地质391

7.3.1 概述391

7.3.2 地形地貌391

7.3.3 各分区工程地质条件392

7.4 志丹油区工程地质395

7.4.1 概述395

7.4.2 地形地貌396

7.4.3 各分区工程地质条件396

7.5 榆阳区油区工程地质401

7.5.1 概述401

7.5.2 地形地貌402

7.5.3 各分区工程地质条件403

7.6 定边油区工程地质406

7.6.1 概述406

7.6.2 地形地貌406

7.6.3 各分区工程地质条件407

7.7 靖边油区工程地质416

7.7.1 概述416

7.7.2 地形地貌417

7.7.3 各分区工程地质条件417

7.8 子洲油区工程地质425

7.8.1 概述425

7.8.2 地形地貌425

7.8.3 各分区工程地质条件427

参考文献430