水土淋滤作用对红粘土微观及抗剪强度的影响

摘要

在桂林，红粘土的发育比较典型，其抗剪强度特征对评价地基稳定性起着至关重要的作用。在各种地球化学作用中，水土作用是比较基本的一种。城市建设对地下水的扰动，最终量变引起质变，土体的微观结构和力学强度等也会受到影响。水与土介质间发生一系列的离子交换、吸附、溶蚀等物理化学作用，使得原来处于稳定状态的自然地质条件发生了改变。这种由水土相互作用造成的地质灾害往往具有滞后性、难预见性等特点，为工程治理带来了不小的困难。 本论文的选题是以国家自然科学基金项目《酸雨环境下红粘土路基溶质迁移机理及强度衰减研究》以及国家自然科学基金项目《季节性地下水变化作用红粘土路基沉降机理及时空演化规律》为依据，本文以桂林地区典型地区的雁山红粘土为研究对象，通过室内模拟试验，探寻水土相互作用过程，来类比自然界的水土作用，这将有利于研究红粘土地区的地基变形和稳定等问题。对所得数据进行分析，可以得出以下结论： （1）实验前后，红粘土所含矿物基本不变。说明了水土作用的长期性和缓慢性。钙离子含量呈现波动升高趋势，最终淋滤水中钙离子含量接近自来水钙离子的含量。镁离子含量变化趋势与钙离子较为接近，说明两者有某些化学共性。Al3+离子含量在实验初期，呈上升趋势，随后逐渐下降至0，平稳不变。 （2）试验后，颗粒被逐渐溶蚀，土体中孔隙含量增加。水土作用后，土样矿物成分被反应，结构更加疏松。孔隙分布分维数增大，土样离散程度高。 （3）实验前中期，土样粘聚力一直呈下降趋势，水的溶解作用，使土样松散性增加。之后，粘聚力上升，说明钙质胶结起到了一定的作用，土样粘聚力有所提升。而后，水的溶解作用，又占据主导地位，实验后，其粘聚力有所下降。实验后，红粘土粘聚力较初始土样，有所增大，说明红粘土吸附的钙离子和镁离子，产生的钙质胶结，在整体上起到了决定性作用。 综上所述，本文所进行的总周期90天的室内水土实验，在一定程度上模拟了自然界的水土作用。人类工程、生产和生活会诱发或加速岩土体的水化学作用。因此，要重视和加强对工程的长期监测，预防工程地质灾害。