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为了解决京、津和华北地区水资源紧缺状况，南水北调中线工程远景规划从长江干流引水，近期规划从长江支流丹江口水库调水。总干渠从陶叉渠首起，沿南阳盆地西北边缘，横跨豫西平原，穿越黄河，沿太行山东麓至北京团城湖，全长1200余公里，总干渠黄河南岸设计引水流量500m3/s。
该工程规模大，跨越长江、淮河、黄河、海河四大水系，穿越众多地貌单元、涉及各种地层岩性，因此其工程地质问题涉及面较广，诸如深挖方高边坡稳定问题，黄土湿陷性问题，煤矿采空区沉陷问题，黄土隧洞的稳定问题，砂、砾卵石渠道的渗漏问题，沙土液化问题等。
穿黄工程是南水北调中线规模最大的关键性跨河工程，其宽约10km,的河床粉细砂、中砂层厚约40～90m，沙土液化问题突出，粉细砂地基土的处理最复杂，黄河北岸为湿陷性黄土，南岸邙山黄土为国内马兰黄土堆积厚度最大的地带，达80m，而此段黄土开挖高边坡高达80余米，部分隧洞或明渠须穿过饱和的软弱黄土分布区。深入研究穿黄工程区的工程地质条件，妥善地处理好有关重大的工程地质问题对南水北调中线工程意义重大。
邙山黄土处于我国黄土的边缘，为国内马兰黄土堆积最厚的地带，沟谷深切，含水量变化十分复杂，在以往的研究中虽然对黄土的地理分布、岩性颗粒特征、地层划分和成因等方面均进行了一些研究和探讨，但黄土自然边坡的稳定性与人工开挖高边坡的稳定性及边坡整治设计基本没有专门研究。本研究项目围绕黄土高边坡稳定性这一主要工程地质问题，紧扣黄土强度的时空变化特征，对南水北调中线工程穿黄工程区南岸邙山黄土成因、年代、表生改造现象、黄土湿度空间分布规律、结构特征的空间分布规律、边坡变形、失稳机理及稳定性评价等提出了一些独特的见解和分析方法。主要研究内容及成果如下：
邙山黄土成因搜集了邙山黄土已有的资料，结合南水北调中线穿黄工程地质测绘勘察工作，对工程区黄土各种成因类型的划分依据进行了分析。郑州邙山黄土以野外明显可见的最顶层古土壤层为界，其上为马兰黄土，其下(包括古土壤层)为离石黄土，其界面测年约10万年。离石黄土为水成；马兰黄土以近源风成为主，底部局部见有层理发育为水成。
黄土的颗粒组成及结构特征邙山马兰黄土粒径0.05～0.005mm，颗粒含量均大于50％，具有典型的黄土颗粒组成特征。而粗颗粒(大于0.005mm)含量较高，粘粒(小于0.005mm)含量相对偏低，又构成了邙山黄土的特殊性。不同高程黄土微结构的最大差别为上部黄土架空结构明显较下部发育。上部属架空结构发育，下部则基本不发育，且架空空隙直径从上部的10～20μm减少到下部10μm左右。黄土的微结构特征反映了其松散且不均一的性状。
黄土表生改造现象分析提出了黄土的表生改造过程分为黄土形成过程的表生改造和现代边坡、水环境介质的表生改造两种过程类型，对黄土的一些难以解释的特征进行了探讨，诸如黄土根孔、虫洞的大量发育；垂直节理的形成；同类、同时代黄土“缓坡不稳，陡坡不滑”、冲沟、陷穴的发育等。
黄土结构、强度的空间变化规律微结构的差别和含水量的变化是产生黄土强度时空差异的直接因素，应用时间序列对黄土边坡坡体含水量的变化特征进行了预测，建立了不同深度黄土强度与含水量变化的经验关系，并将其引入边坡的稳定分析。
边坡变形、失稳机理及稳定分析黄土特殊的颗粒组成决定了它比粒度更粗和更细的母质更有利于表生改造，因此其结构、强度特性具有明显的不均一性，黄土的风化和黄土的成壤两种不同的表生改造过程塑造了两种绝然不同的边坡类型，即缓坡坡型和陡立坡型，相应的变形破坏类型有四种，牵引座落型，平滑型，卸荷剥落型，剪滑型。其中牵引座落型和频繁发生的平滑型对工程具有较大的潜在危害。建立平滑型边坡概化模型，直接将降雨过程引入边坡稳定性量化评价，结果表明，黄土缓坡的变形破坏直接受降雨过程影响，当降雨量渗透表土约0.25m深时，有可能启动厚约10m的滑坡(土溜)；毕肖普土坡稳定性分析方法，对工程区条件最差的边坡进行计算表明，边坡在不排水施工的状态下稳定性极差，若施工前进行排水处理，边坡将处于稳定状态。土坡失稳概率分析显示，中心安全系数为1.37时，饱和黄土边坡仍有1.25％的破坏概率；设计方案下渠道出口边坡开挖整体稳定性良好，解析法、有限元法和FLAC计算成果均没有揭示边坡整体失稳现象。考虑Ⅶ度地震烈度解析法计算边坡整体稳定和局部稳定系数仍达1.05。有限元和FLAC计算显示，没有形成危及边坡整体稳定的破坏区。但开挖后变形问题较突出，并以两侧坡中上部一带较明显，其拉裂和屈服范围相对较大。地震荷载下安全裕度较小。
黄土边坡整治优化黄土的颗粒组成十分均一，且渗透系数较大，季节更替及降雨过程极易改变其边坡土体的力学强度，黄土自然边坡“缓坡不稳，陡坡不滑”的特殊形态提示我们：在进行黄土边坡稳定性研究时，应全面了解黄土边坡所处的微地貌形态、地层组合特征、坡向及坡角等，只有准确把握研究边坡土体的含水量分布特征，才能准确判断黄土边坡的失稳状况。黄土边坡整治的长期目标是减少坡体的含水量。对于含水量高，失稳概率大的边坡，首先应考虑降低含水量，对于含水量低，失稳概率小的高边坡可采用宽马道，陡边坡，减少坡面受雨面积，防止降雨渗透，使边坡朝黄土成壤硬化的表生改造发展。优化调整方案结合黄土边坡的特点，可以考虑增加设计方案单级坡坡高，并能保证变形量在允许的范围内。