前言

1　黃土潛蝕作用研究綜述

1.1　概念的提出及研究現狀

1.2　存在的主要問題

1.3　擬解決的主要問題

2　潛蝕作用相關概念辨析

2.1　滲透力及地下徑流形式

2.2　潛蝕作用概念模型

2.2.1　管涌、滲透壓密、接觸管涌、接觸沖刷

2.2.2　流土、突涌與接觸流土

2.2.3　流砂

2.2.4　地下沖刷侵蝕

2.2.5　洞穴侵蝕

3　潛蝕作用發生的臨界條件

3.1　滲透侵蝕作用激發條件的理論推導

3.1.1　管涌及滲透壓密的激發條件

3.1.2　流土發生的臨界條件

3.1.3　突涌發生的臨界條件

3.1.4　地下徑流沖蝕動能公式

3.2　關于潛蝕作用概念模型的討論

3.2.1　潛蝕與非潛蝕

3.2.2　潛蝕作用的繼發性、動態性和復雜性

3.3　黃土地層突涌破壞機理物理模擬

3.4　黃土地層突涌破壞機理數值模擬

4　黃土洞穴潛蝕災害

4.1　黃土洞穴潛蝕的直接危害

4.2　黃土洞穴潛蝕的間接危害

4.3　黃土洞穴潛蝕災害及其成災機理——以公路黃土暗穴為例

4.3.1　黃土暗穴對公路工程危害的一般特點

4.3.2　黃土暗穴對公路工程的直接危害及其致災機理

4.3.3　黃土暗穴對公路工程的間接危害及其致災機理

5　黃土洞穴的成因機理

5.1　黃土土性與洞穴形成的關系

5.1.1　黃土的滲透性與黃土洞穴形成的關系

5.1.2　黃土的崩解性與暗穴形成的關系

5.1.3　黃土的濕陷性與洞穴形成的關系

5.2　黃土節理裂隙與黃土洞穴形成的關系

5.2.1　構造節理裂隙與黃土洞穴形成的關系

5.2.2　垂直節理裂隙與黃土洞穴形成的關系

5.2.3　卸荷裂隙與黃土洞穴形成的關系

5.2.4　濕陷裂隙與黃土洞穴形成的關系

5.2.5　風化裂隙與暗穴形成的關系

5.3　地下水與黃土洞穴形成的關系

5.3.1　黃土地層中地下水的類型

5.3.2　地下水在黃土洞穴形成過程中的作用機理

5.3.3　黃土洞穴成因的多樣性

6　黃土洞穴的形成演化過程

6.1　黃土洞穴內部構造特征

6.1.1　黃土暗穴斷面特征

6.1.2　黃土暗穴空間形態特征

6.1.3　黃土暗穴內部構造特征

6.2　黃土洞穴孕育期及其特征

6.3　黃土洞穴形成期及其特征

6.4　黃土洞穴發展期及其特征

6.5　黃土洞穴破壞期及其特征

6.6　黃土洞穴消亡期及其特征

7　黃土崩解性試驗研究

7.1　大試塊黃土崩解試驗及原位崩解試驗介紹

7.2　黃土的崩解機理

7.2.1　黃土崩解作用的本質

7.2.2　黃土崩解作用的特點

7.3　黃土崩解性的影響因素及其機理

7.3.1　天然含水率對黃土崩解性的影響機理

7.3.2　黃土的結構性對其崩解性的影響

7.3.3　黃土崩解過程中的邊界效應

7.4　黃土崩解動力學研究

7.4.1　試驗方法

7.4.2　試驗結果與討論

8　黃土抗沖性試驗研究

8.1　黃土洞穴大試塊抗沖性試驗研究

8.1.1　試驗設計

8.1.2　試驗結果分析

8.2　原位沖刷試驗

8.2.1　試驗目的及試驗工況設計

8.2.2　試驗步驟

8.2.3　試驗結果分析

9　黃土洞穴侵蝕速率試驗研究

9.1　黃土洞穴侵蝕速率物理模擬試驗

9.1.1　試驗裝置及工況設計

9.1.2　試驗結果及分析

9.2　大型天然黃土洞穴系統現場沖刷試驗

9.2.1　試驗區概況

9.2.2　試驗目的及主要裝置

9.2.3　試驗過程及現象觀察

9.2.4　試驗結果分析

10　洞穴環境下黃土邊坡穩定性分析

10.1　洞穴環境下黃土邊坡破壞類型

10.1.1　洞穴或洞穴系統的形成及其變形破壞

10.1.2　洞穴引發邊坡的局部或整體變形破壞

10.1.3　洞穴對邊坡破壞體的后生改造

10.2　洞穴潛蝕環境下黃土邊坡穩定性分析

10.2.1　暗穴沿坡面傾向發育時黃土邊坡穩定性有限元分析

10.2.2　暗穴沿坡腳發育時黃土邊坡穩定性有限元分析

10.2.3　基于強度折減法的暗穴環境下非飽和黃土邊坡穩定性有限元分析

11　結論及展望

11.1　主要結論

11.2　展望

參考文獻2100433B

黃土潛蝕工程地質屬于黃土工程地質與黃土潛蝕的邊緣學科，本書是第一部將黃土工程地質與黃土潛蝕相結合的專著。

李喜安，葉萬軍等著的這本《黃土洞穴潛蝕工程地質》首先就目前國內外容易混淆的關于潛蝕及相關概念進行了必要的辨析和澄清，建立了基本潛蝕作用的概念模型，并通過理論推導、物理模擬等手段對黃土潛蝕作用發生的臨界條件及其破壞機理進行了探討。分析總結了黃土洞穴潛蝕災害的類型和致災機理，并對黃土洞穴的成因機理、形成演化過程進行了深入研究。為了研究潛蝕作用與災害性塊體運動之間的關系，在本書的最后對黃土洞穴環境下黃土邊坡的破壞類型及其穩定性進行了初步分析。

《黃土洞穴潛蝕工程地質》可供工程地質學、黃土力學、巖土工程學、水土保持等領域的科研技術人員及高等院校師生參閱。

調查內容主要有：黃土區基本特征調查，包括地貌類型及微地貌，地層土質、結構、夾層、古土壤的特征，節理裂隙發育和大氣降水匯集與徑流特征，以及下伏巖層的地下水賦存特征等；黃土濕陷與潛蝕特征調查，包括發育部位與形態特征、產生的原因（自然與人為）、發育程度，確定其濕陷性和濕陷等級等；黃土濕陷與潛蝕危害調查和防治措施及其效果調查。 2100433B

潛蝕破壞是指水流在一定水力梯度下產生的較大的動水壓力沖刷、挾走細小顆粒或溶蝕巖土體，使巖土體中的孔隙逐漸增大，甚至形成洞穴，導致巖土體松動或破壞，以致產生地表裂縫、塌陷、影響建筑工程的穩定。在黃土和巖溶等地區的巖、土層中最易發生潛蝕作用。潛蝕作用有機械潛蝕和化學潛蝕。潛蝕產生的條件主要有兩點：一是有適宜的巖土顆粒組成；二是有足夠的水動力條件。潛蝕作用的結果是導致巖石土體結構松動甚至破壞。機械潛蝕和化學潛蝕一般是同時進行的，且二者相互影響，相互促進的。

水力梯度化學潛蝕

化學潛蝕是指潛蝕作用的一種。是水流從巖土中溶濾并帶走可溶鹽類，削弱巖石內部聯結，使巖土松散的現象。例如，在水庫工程中，庫水作為一種溶液, 在向壩基移動的過程中會產生水與壩基巖石之間、水與帷幕之間、混凝土之間的相互作用，壩基水質特征的形成是這些作用共同作用的結果，但它可能引起壩基軟弱巖層的化學潛蝕 (包括對帷幕、混凝土的侵蝕)。化學潛蝕常為機械潛蝕創造了流通條件。

水力梯度機械潛蝕

地下水滲流產生的動水壓力小于土顆粒的有效重度，即滲流水力坡度小于臨界水利坡度，雖然不會發生流砂，但是土中細小顆粒仍有可能穿過粗顆粒之間的孔隙被滲流攜帶而走。時間長了，將在土中形成管狀空洞，使土體結構破壞，強度降低，壓縮性增加，這種現象稱之為機械潛蝕。2100433B