黄土干密度、粒度与磁化率关系研究

摘要

黄土作为一种特殊的沉积物，占世界陆地面积的9.3％，占中国国土面积的6.3%，对其的研究从未停歇且不断发展。从简单的研究黄土的物理性质，到关注黄土的工程力学性质，再发展到黄土的磁学性质及不同指标的关系研究。
　　密度作为黄土基本的物理性质，影响着黄土的其他的物理性质、力学性质和工程特性。黄土的另一物理性质——粒度，其作为衡量气候的替代指标的研究已比较成熟，对于查明黄土的物质来源、搬运介质和动力、沉积环境以及它们的变化都具有重大意义。黄土磁化率是黄土的基本磁学性质，被发现与深海氧同位素具有良好对应，因此，被广泛应用于沉积环境方面，以及作为气候变化代用指标的研究中。
　　黄土的密度和粒度与工程建设密切相关。通过土工实验对其参数进行测定，方法过程较繁琐、周期较长，与建设进度之间存在一定的滞后性。因此，能否选择较便捷的替代指标来快速反映黄土的密度和粒度，满足快速工程建设的要求，已经成为科学研究与工程实践的双重需要。同时，也是工程地质学与岩石磁学两个学科领域拓展的需求。为学术研究与工程应用相衔接奠定一定的基础。
　　本文针对密度和粒度测量的滞后性，加强对其三者互相之间关系的研究，希望可以为今后相关方面的研究提供一些参考，期望磁化率可以在今后作为密度和粒度的替代指标，使该类测量简洁化和快速化。
　　本文研究对象为大虎峪村某黄土剖面，做成原状样和不同干密度重塑样，分别进行粒度和磁化率的测定，对其三者之间的关系进行初步探讨，然后，对所得结论进行验证，初步得到以下几点初步认识：
　　（1）从实验数据可以看出，不管是重塑样还是原状样，红土的磁化率（体积磁化率和频率磁化率）都高于黄土，与前人的研究结果保持一致。即红土沉积于暖湿期，成壤作用比较强烈，细粒磁性矿物更多，导致磁化率更高。
　　（2）从两两的关系曲线图来看，不管是重塑红土还是重塑黄土，干密度和中值粒径都是呈递减关系，干密度和体积磁化率、频率磁化率都呈递增关系。对其相关性分析表明：干密度与中值粒径之间呈现负相关性，干密度与体积磁化率、频率磁化率均呈现正相关性。
　　（3）从验证样的实验数据可知，在三个剖面中，不管是黄土还是红土，干密度和中值粒径关系曲线是递增，干密度与磁化率（体积磁化率、频率磁化率）关系曲线是递增。对其进行相关性分析得出：干密度与中值粒径之间呈现负相关性，干密度与体积磁化率、频率磁化率均呈现正相关性。
　　通过对比分析验证样与最初实验样的数据，发现二者所得结论基本一致，从而反映出该结论具有一定的合理性。
　　（4）通过分析可知，黄土剖面中干密度的增大，不仅伴随着孔隙的缩小，同时还有颗粒粒径的减小，并且，后者的贡献有可能更明显。
　　（5）从磁化率与粒度关系曲线来看，重塑样和原状样的结果都与前人的结论保持一致，即磁化率与粒度的关系是反相关性。
　　（6）蜡封法和3D激光扫描法测量的干密度结果显示，后者的数据较前者更稳定，且后者的试验步骤更简洁，误差影响较小，因此选用后者作为本文的研究方法。

目录

声明

第一章 绪论

1.1选题的依据及意义

1.2选题的国内外研究现状

1.2.1粒度研究现状

1.2.2磁化率研究现状

1.2.3密度研究现状

1.2.4干密度、粒度、磁化率关系研究现状

1.3本文的主要研究内容、方法及技术路线

1.3.1研究内容及方法

1.3.2研究技术路线

第二章 样品采集与室内试验

2.1前期样品采集

2.2室内试验

2.2.1击实试验

2.2.2干密度测量

2.2.3磁化率测量

2.2.4粒度测量

2.3验证样品采集

2.3.1娄烦某剖面

2.3.2阳曲某剖面

2.4本章小结

第三章 实验数据分析

3.1前期样品实验结果

3.1.1干密度与粒度

3.1.2干密度与体积磁化率

3.1.3干密度与频率磁化率

3.1.4磁化率与粒度

3.2验证样品实验结果

3.2.1干密度与粒度

3.2.2干密度与体积磁化率

3.2.3干密度与频率磁化率

3.2.4磁化率与粒度

3.3相关性成因分析

3.3.1干密度与粒度

3.3.2干密度与磁化率

3.4本章小结

第四章 总结与展望

4.1总结

4.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所发表的学术论文