关于成土作用

作者:qyxmcad 2007-08-21 00:12 阅读:20887
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

inow 2007-10-07 21:31
引用第21楼myth520于2007-10-03 07:39发表的  :
很有必要去研究,但是从区域地质角度来看,统一地质单元体土体的母岩也是一样的,毕竟土体所在区域太多,不可能所有的都去研究,只能从区分的角度去看了,同一单元体内母岩形成条件矿物成分应该不会相去太远,


讲的不错!
罗会 2007-10-12 19:35
能够提出这样的问题,确实是一位高人,增长了见识!土的形成过程确实很复杂,它离不开周围环境的影响!就说现在我们到处可见的土体,你怎么知道它的形成过程?它从何而来,也许来自高山,也许来在大海?有没有化学变化过程,是不是完全改变了其性质?有没有可行的方法和手段?我们如何下手?个人意见,仅供参考!
29112430 2007-10-14 00:32
我想补充一点:
各种土的性质不一样,是建立在土体工程分类上的。分类的基本原则是什么,我想就是同类土性质很大程度的相似,异类土性质存在显著差异。
从事原状土试验工作时,勘查出的同一层土的试样中性质差别很大,虽然表面上它们特别像。
当然我没怎么搞过化学分析,对其中的奥秘还不是很清楚。土形成时的环境、条件以及地质历史时期应力历史对它性质的影响都是不可忽视的。
宋健一 2007-10-15 12:28
人不可以两次踏入同一个河流
qyxmcad 2007-10-16 00:16
引用第29楼29112430于2007-10-14 00:32发表的  :
我想补充一点:
各种土的性质不一样,是建立在土体工程分类上的。分类的基本原则是什么,我想就是同类土性质很大程度的相似,异类土性质存在显著差异。
从事原状土试验工作时,勘查出的同一层土的试样中性质差别很大,虽然表面上它们特别像。
当然我没怎么搞过化学分析,对其中的奥秘还不是很清楚。土形成时的环境、条件以及地质历史时期应力历史对它性质的影响都是不可忽视的。


是的,这位朋友讲的很有道理,不要以为同一种土体其工程性质就相似,也不要以为表面看来差不多的土体其工程性质就相似,否则你就会犯经验主义的错误。
我举一个例子,很多人以为同属红粘土的土体工程特性就应该相似,不加区分的按一般常规使用,结果出现不少工程事故。今年有一位注册岩土工程师也犯了同样的错误,把两栋多层建筑放在红粘土上,并做了换土处理,结果房屋因出现很大的不均匀沉降而报废。其实在他之前已有不少人犯过同样的错误,但并未引起他的注意。我在此前也遇到过相似的工程,由于在现场观察发现土体出现一些反常现象,经过分析我发现就是由于成土母岩和成土作用的差异所致。
所以我建议各位学一点成土作用的知识,在工程实践中从成土作用的角度去看待和处理土体工程问题,以避免犯一些不该犯的错误。
beak 2007-10-19 20:03
碳酸岩薄片看的我头疼!
qyxmcad 2007-10-20 00:25
如果你能看出道道来,你就不会头痛了。有的人一辈子都在看薄片。我认为这是一个良好的机会,希望你充分利用,打好基础,将来你会受益菲浅。我也是从看薄片中得到启发的,现在我很想看,可惜没有条件了,我还真羡慕你!
李成军 2007-10-20 16:22
长见识了,!~~
mayaochuan 2007-10-23 10:08
高手
不得不顶了
xiexieni 2007-11-04 16:19
大家好,我是一名在校的研究生,对于成土作用多少有点点了解。首先我们要有一个宏观的高度,就是要明白成土作用的研究角度很多,不仅仅限于工程地质角度,例如土壤学,生态学,地球化学及地理学,环境学等等。
但对于岩土工程来讲,主要是研究母岩风化成土后的工程性质,力学性质的研究。这里包括宏观上成土后土体厚度,土体的分布,土体构造,细观上来讲的矿物组分,成土后的土体微结构等。
以此拙见,参与讨论。
liwt135 2008-01-26 17:33
怎么都是附和声
w3w3w3 2008-03-11 10:33
引用第1楼qyxmcad于2007-08-21 00:40发表的  :
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。
.......

我挺感兴趣你的工作,可否贴上你得论文供大家学习?
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