南方花岗岩区崩岗剖面特征研究

摘要

以南方花岗岩区崩岗剖面不同土层(红土层、砂土层、碎屑层)土体为研究对象，通过对8个土层进行矿物成分、化学组分分析、容重和空隙状况试验、颗粒分析试验、微团聚体分析试验、土体崩解特性、土体入渗特性试验、土体抗剪强度与含水量关系试验，阐明了崩岗剖面不同土层的特征，得到了以下有意义的结论： 红土层BG-1、BG-2中不含矿物水云母和长石，高岭石含量分别为37％和55％，石英含量分别为51％和45％；砂土层BG-3、BG-5水云母含量为7％和4％，高岭石含量分别为55％和42％，石英含量为34％和46％，长石含量为4％和8％；碎屑层BG-6水云母含量为3％，高岭石含量为38％，石英含量仅为28％，长石含量高达31％。土体化学组分中Al2O3、K2O和Na2O从红土层到砂土层和碎屑层呈增加趋势，而其它7种化学组分在各层次中分布没有明显规律。同时通过计算土体碱金属淋溶系数、盐基总量淋溶系数，表明红土层风化程度很深，砂土层次之，而碎屑层最弱。 容重在各层次的变化规律是碎屑层>红土层>砂土层。总孔隙度的变化规律与容重一样，但非毛管孔隙度则是碎屑层最少。随着采样深度的增加，0.05～1mm粒级土粒含量逐渐增加，0.05～0.005mm粉粒含量在碎屑层BG-7、BG-8最低。在微团聚体指标上，各土层土体微团聚体粒径>0.25mm含量为20.82～54.53％；粒径>0.05mm微团聚体含量：碎屑层>砂土层>红土层，粒径<0.05mm微团聚体含量：红土层>砂土层>碎屑层。土壤分散系数的大小顺序为：BG-8>BG-7>BG-6>BG-5>BG-4>BG-3>BG-2>BG-1。结构系数的变化规律则是BG-1>BG-2>BG-3>BG-4>BG-5>BG-6>BG-7>BG-8。从岩土崩解性能上看，BG-1在90秒内仅有2.00％土粒崩解，BG-2在90秒内有33.33％土粒崩解，BG-3在90秒内有63.33％土粒崩解，BG-4在30秒内土粒崩解，BG-6在20秒内土粒完全崩解，BG-5、BG-7和BG-8都是遇水在10秒内完全崩解。 渗透性能实验结果表明：红土层的渗透性能要好于砂土层和碎屑层。红土层的累计入渗量要远大于砂土层和碎屑层。崩岗土层的累计渗透量与时间关系回归分析的相关表达式为：F=a1t+b1(F为累计渗透量，t为渗透时间)，其中，红土层的常数a1值要远远大于砂土层和碎屑层的常数a1，红土层的常数b1值大于砂土层和碎屑层的b值。红土层的初渗速率为9.86mm/min，稳渗速率为6.96mm/min；砂土层和碎屑层初渗速率为2.56mm/min和1.39mm/min，稳渗速率为1.25mm/min和0.75mm/min；崩岗土体的渗透速率回归分析的相关表达式为幂函数f= a2t-k，常数a2值：红土层>砂土层>碎屑层，幂指数k值：碎屑层>砂土层>红土层。 通过抗剪强度实验表明：红土层BG-1、BG-2土体抗剪强度由粘聚力和内摩擦角组成，BG-1含水量从18.26％增加到22.56％，粘聚力从9.07KPa增加到11.52KPa，当含水量进一步增加后，粘聚力又开始下降，当含水量达到27.38％时，粘聚力降到1.67KPa； BG-2土体含水量在13.84％时，粘聚力高达40.31KPa，当含水量增加到30.04时，粘聚力剧降到1.87KPa。红土层BG-1、BG-2的内摩擦角则均匀的随含水量增加而降低。砂土层和碎屑层土体抗剪强度没有粘聚力，仅由内摩擦角组成，含水量对其抗剪强度影响不大，砂土层BG-3、BG-4、BG-5内摩擦角集中在35°左右，碎屑层BG-6、BG-7、BG-8则在40°左右波动。所以在崩岗崩岗各土层中，砂土层抗剪强度最弱，是最容易崩塌的部位。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1本项目的研究意义

1.2国内外研究现状

1.3以往研究存在的问题

2材料与方法

2.1研究区概况

2.1.1自然概况

2.1.2研究区地质和地貌条件

2.1.3研究区崩岗侵蚀概况

2.1.4实验地的选择

2.2研究方法

2.2.1取样点的选择

2.2.2试验方法

3结果与分析

3.1崩岗剖面的基本岩土特性

3.1.1矿物组成和化学组分

3.1.2容重和孔隙状况

3.1.3颗粒组成

3.1.4团聚与分散特征

3.1.5崩解特性

3.2崩岗剖面渗透性能研究

3.3崩岗剖面土体抗剪强度与含水量关系研究

3.3.1试验结果分析

3.3.2抗剪强度参数与含水量的相关关系研究

3.3.3抗剪强度与水作用的关系对崩岗侵蚀的影响

4结语

参考文献

致谢