关于成土作用

作者:qyxmcad 2007-08-21 00:12 阅读:20880
我在工程实践中不断发现很多问题与传统的岩土工程理论不符,有些问题在传统的岩土工程理论中找不到答案,例如同为红粘土但为何具有相去甚远的不同沉降特性?又如我发现同一种土体在不同的地方却具有不同的结构构造,具有不同的工程强度和沉降特性等等.我认为这和土体不同的形成条件有关。我在七十年代末参加了国内最早的沉积岩岩相古地理与成岩作用研究课题,在个别资料中看到关于土体形成的少量信息。八十年代我进入岩土工程领域,就根据沉积岩成岩作用引伸提出了“成土作用”的概念。

各位不仿拿你所熟悉的某种土体或岩体,在不同的工程场地中所具有的特性做一个对比,就会发现他们有很多不一致的地方.这还仅仅是从个人的观察去看,如果你有兴趣,也有条件的话,不仿把不同产地的同一种土体去作电镜扫描、阴极发光、电子探针等微观分析对比,就更容易发现他们之间有着的明显差别。

谁都知道土是由岩石风化变成的,那麽,某处的土体是由甚麽岩石(我们叫原岩)风化变成的(请注意,同一种土并不都是同一种岩石风化而成,而同一名称的岩石还可以细分成多种不同的类型,具有不同的特性),从岩石变成我们所看到的土,他经历了哪些过程和作用,发生了哪些变化,具有哪些工程特性?原岩--成土环境--成土作用--产物(土体),这就是成土作用及其所要研究的内容。

在近年已经有人开始进行了一些有关的研究。当我们还没有进行广泛的成土作用研究,成土作用的系统理论也尚未建立之前,在工程实践中我们又该如何去考虑与成土作用有关的问题呢?我提几点供大家参考:

1、用成土作用的观点去看问题。从以上我们知道了同一种土可以由不同的原岩和不同的成土作用形成,那我们首先就要改变那种“同一种土都具有相同成因和相同的特性”的认识,在工程实践中对每一个场地的土体都做认真细致的观察,去发现他与其它场地土体的不同之处和不同特性;

2、要特别注意那些与其他场地土体有明显差别的特征,分析这些不同特征可能对土体的工程特性产生哪些影响和后果。如果可能,最好去分析一下土体可能经历过的的成土作用,那怕是很粗略,对你也会有帮助.例如碳酸岩系里的泥质岩石,其成土作用是以物理风化为主,所形成的粘土中会有很多土化作用程度不同的原岩残块,而且所形成的土体稠度状态也不均匀,这就会造成土体的工程特性不均匀,变形特性不良。在工程应用时就要采取相应的应对方案。我特别建议大家在观察岩土标本时使用放大镜,因为有很多细微特征用肉眼是无法发现的。

3、在此基础上,根据建筑工程的特点、规模、荷载等选取最不利的部位进行沉降计算、承载力计算。同时还要根据你所掌握的土体特性,考虑这些计算的可信度以及在使用中可能存在的问题,提出建筑设计应该注意的问题或地基处理措施。不要生硬地去对待和使用计算数据,要特别考虑计算数据不可能涵盖的问题。例如计算结果变形虽然不超标,但你要知道勘察工作有其局限性,还受人为因素的影响,你的计算选点、取值就带有更大的局限性,所以对你的计算成果的可靠度要加以评估。而从成土作用的角度去分析土体的均匀性和变形特性,就可以帮你解决评估问题。

4、在研究土体时,要同时查明他的原岩和特性,分析土体特征与原岩特性之间的内在联系。

由于成土作用研究还未系统开展,没有成果也就谈不上应用。我们目前只能树立成土作用的意识,在工程实践中加强观察,用成土作用的观点去看待和分析问题,不断总结积累,你的技术水平和能力就会明显提高,避免一些不该犯的错误。不过要做到上面这些,就要求技术人员首先必需具有一定的理论水平和工作能力。

最新评论

qyxmcad 2007-08-21 00:40
以下是我在近年发表的一篇与成土作用有关的学术论文中的一段:

我们以波雷诺夫(1934)所划分的结晶岩石风化过程四个阶段,并以玄武岩的整个风化过程为例来说明岩石的风化成土过程。
1、破碎阶段:以物理风化为主,使岩石或矿物成为碎屑。
2、饱和硅铝阶段:氯化物和硫酸越界全部溶解,分解出的CI-和SO与介质中的CO2及H2O的共同作用使铝硅酸盐和硅酸盐矿物开始分解,游离出碱金属和碱土金属盐基并使溶液呈碱性或中性反应,又使一部分SiO2进入溶液。同时形成一些胶体粘土矿物,而溶解性较差的碳酸钙开始堆积。
  3、酸性硅铝阶段:剩余的盐基几乎全部被溶滤,SiO2进一步游离出来,溶液渐变酸性。由于Mg2+和K+的再次析出,使已形成的胶体粘土矿物又遭破坏而重新形成在酸性条件下稳定的不含K、Na、Ca、Mg盐基的粘土矿物——高岭石。此阶段又称粘土形风化作用。
4、铝铁土阶段:铝硅酸盐彻底分解,可移动元素全被移去,余下的铁、铝氧化物和一部分SiO2呈胶体状态集聚于酸性介质中,在原地形成一种由水铝矿、褐铁矿及蛋白石组成的红色疏松的铁质或铝质土壤——红土。故又称为红土型风化作用。
朱立军、李景阳把碳酸盐岩风化成土作用划分为三个主要地球化学阶段:富硅铝脱钙镁阶段,富铁锰阶段和富铝脱硅阶段。
zhuji1985318 2007-08-21 16:45
更多的感觉是纯地质方面的问题,可以考虑从工程地质角度去分析,也会有很多的收获的
呵呵,个人理解
毕竟最终用于工程上的时候,还是与工程搭界的
愚人码头 2007-08-21 16:47
顶~是我最喜欢的地质知识。受益匪浅啊!
qicj 2007-08-21 16:51
专业,确实是高手级别的
civilwyf 2007-08-21 16:55
现场知识搞岩土的都是要学习的,确实是专家级的水平
chenjun0819 2007-08-21 17:07
从细节开始。
枫飘零 2007-08-21 17:17
实践出真理啊,向专家学习、致敬
longeli 2007-08-21 18:04
长见识了,赞一个!~~
土博士 2007-08-21 19:54
虽然我对岩石这块不是特别的感兴趣!但是每个人的专业的切身体会我就非常的感兴趣了!也学了点知识!大力顶一个!
qyxmcad 2007-08-21 21:37
两种典型碳酸盐岩红土风化剖面的物理化学特征
李景阳,梁 风,朱立军,左双英
(贵州工业大学资源与环境学院,贵州 贵阳 550003)

摘 要:通过对贵州遵义和平坝两种典型碳酸盐岩风化剖面的系统采样,在室内进行了岩土工程上常用的13项物理指标的测试和12项常量化学元素的全分析,在此基础上论述了它们在风化剖面上的分布及变化特征。指出土层孔隙率(孔隙比)由表层土到深处由高到低的变化,导致岩(土)层透水率逐渐降低和含水量的增加,是土层物理性质及相关力学性质变化的主因;表层土以粘土粒组为主,到靠近基岩附近变为以粉土粒组为主,说明后期红土化作用可使土粒变细;靠近岩石界面土层的粒径与组成石灰岩和白云岩矿物颗粒大小相当,这可能是地下水溶蚀—交代矿物颗粒继承发育的结果;通过分析界面各层(基岩—溶滤层—杂色粘土层)化学成分的变化可以看出,由岩石到土层可溶性组分(CaO、MgO)大量的被水溶蚀带走,成土元素(SiO2、Al2O¬3、Fe2O3等)呈突跃式增加,而且两类岩石溶蚀成土的初期阶段(由岩石到溶滤层)可溶元素被溶蚀及成土元素的积累有很大的差别。
关键词:物理性质;化学成分;碳酸盐岩风化剖面
qyxmcad 2007-08-21 22:11
以下是土壤学界对成土作用的观点,与地质学界对成土作用的观点有其同与异.

成土过程
也叫土壤形成过程,是指在各种成土因素的综合作用下,土壤发生发育的过程。它是土壤中各种物理、化学和生物作用的总和,包括岩石的崩解,矿物质和有机质的分解、合成,以及物质的淋失、淀积、迁移和生物循环等。在不同的成土因素作用下,有不同的成土作用和成土过程,从而形成不同类型的土壤。如在热带和亚热带的湿热气候和常绿阔叶林下,土壤进行脱硅和富铁、铝化过程,形成砖红壤、红壤、黄壤等;在寒温带冷湿润气候的针叶林下,土壤发生灰化过程,黏粒和铁、铝淋失并淀积于下层,上层的硅相对富集,形成灰化土;干旱和半干旱地区,因灌溉不当,排水不畅,地下水位上升,盐分随水上升积聚于地表,造成次生盐渍化过程,形成次生盐土。研究成土过程,了解土壤中各种物质的移动转化规律,对合理施肥和耕作,培育肥沃土壤,有重要的理论和实践意义。
hb0406 2007-08-22 08:38
专业,确实是高手级别的
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