课题研究背景1课题提出背景：黄土是一种形成于第四纪的陆相粉砂质土状堆积物，颜色呈棕黄、灰黄或者褐黄。一般具有多孔性和垂直节理特征，其颗粒组成以粉粒（0.005-0.075mm）为主，而粒度成分百分比在不同地区和不同时代有所不同。在一定的压力条件下浸水产生湿陷的土称为湿陷性黄土，不产生湿陷的称为非湿陷性黄土。黄土的矿物成分有碎屑矿物、粘土矿物及自生矿物三类，碎屑矿物主要是石英、长石和云母，占碎屑矿物的80%，此外尚有较多含量的碳酸盐矿物，主要是方解石。粘土矿物主要是伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿、含水赤铁矿等。黄土的物理性质表现为疏松、多孔隙、垂直节理发育、极易渗水，且有许多可溶性物质，很容易被流水侵蚀成河谷，也易形成沉陷和崩塌。黄土颗粒之间结合不紧，孔隙度一般在40％～50％。具有天然含水量的黄土，如未受水浸湿，则一般强度较高，压缩性较小。但当管道（或水池）漏水、地面积水、生产和生活用水等渗入地下，或由于降水量较大，灌溉渠和水库的渗漏或回水使得地下水位升高时则容易发生剥落、湿陷、甚至发生坍陷，对工程项目的建设和使用带来很大危害。黄土分布较广，覆盖全球十分之一以上的面积，主要分布于中国、前苏联、罗马尼亚、保加利亚、新西兰、法国、德国、比利时、匈牙利和波兰的大部分地区。我国的黄土分布面积比世界上任何一个国家都大，而且黄土地形在我国发育得最为完善，规模也最大。中国西北的黄土高原是世界上规模最大的黄土高原，华北的黄土平原也是世界上规模最大的黄土平原。我国的黄土分布面积为64万平方千米，占国土面积的6.3%，主要分布在甘肃的中部和东部、陕西的北部、内蒙古伊克昭盟的南部和西部、河南的北部及西北部地带以及山西的大部分地区。黄土在我省以次生黄土为主分布广泛，在地貌上有塬、梁、峁、陡坎、冲沟、阶地、冲积平原、洪积平原等，且有地层、地质年代、产状、成因等方面的区别，其工程性质也与地貌单元，地层类型，地质构造，气候水文等方面的因素紧密相连。黄土特殊的形成环境和自然条件使得它具有特殊的物理力学性质和水理特性，所以，在黄土地区进行各种工程建设时，如果对黄土的特性不了解，往往给工程建设带来严重的损害，因此黄土的特性很早就引起了科学工作者和工程技术人员的注意并对其研究。我国黄土研究上的前辈们在20世纪50年代以前曾经随黄河流域的治理对于风沙对环境的影响和土壤农业关系展开过不少工作，50年代以后，随着水土保持和黄土地基处理及地基沉降等研究工作的开展，在黄土研究领域内培养了人才，建立了机构，积累了相当部分的经验，为现代黄土研究奠定了基础。2所要解决的主要问题:从20世纪80年代开始，以“五纵七横”国道主干线系统规划为核心，我国的高速公路建设逐步走上了持续，快速，有序的发展道路，目前高速公路总里程接近3万公里，跃居世界第二位。山西省高速公路建设从1993年开始起步，它是山西省公路网中层次最高、功能相对独立的子系统，处于山西省国家高速公路、国道、省道组成的山西省干线公路网的最高层次，完善的高速公路系统可以提高运输效率，保障运输安全，并且将有力地促进区域经济均衡协调发展，增强国家安全保障能力，完善现代综合运输体系，带动山西经济健康持续发展，促进社会全面进步。随着我省高等级公路的发展，特别是山区高速公路和一级公路建设力度的加强，对于黄土的物理力学性质以及地基承载力提出了更高的要求。但是由于湿陷性黄土地基在天然状态下含水率较低时具有较高的地基强度，浸水湿润时因湿陷而引起强度急剧下降，在一定压力下出现地基沉降变形。在自重湿陷场地因水的作用产生土体的沉陷地面下沉而形成蝶形地、陷穴、天生桥等微地貌，黄土冲沟坡岸在雨季也常发生小范围的塌滑、蠕动等物理地质现象，这些现象都是湿陷性黄土路基浸水的结果。但是公路路基设计中仍缺乏相应的依据，因此，如何如正确区分同一条线路上不同时代、不同成因和不同环境下形成的黄土地基承载力是至关重要的。在黄土地基基础设计中，必须充分考虑湿陷性黄土场地的湿陷类型和地基的沉陷等级，特别是对湿陷起始压力的分析，通过计算分析不同路段地基的实际应力情况，确定地基承载力，以便采取正确的处理手段。在黄土地区的高速公路建设中，所要解决的主要问题包括?（1）公路路基黄土地基承载力的评价。因为现有的规范规定的黄土地基承载力主要用于点工程，对于公路路基这种长线型工程并不完全适用，因此，结合公路工程特点对同一条线路上不同时代、不同成因、不同环境条件下的黄土地基承载力评价具有非常重要的意义；2）（黄土公路路堤黄土地基承载力的测试问题：由于公路路基线长面广的特点不同于一般的建筑物，所以其建设工程中对黄土地基承载力的测试方法和精度要求也应与建筑部门有所区别，而且更应重视测试手段的便携性和简易性；（3）公路路基黄土地基的处理问题。通过原位测试与室内试验，基本确定