南北方红土工程地质特性对比分析

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1、南北方红土工程地质特性对比分析曹福明①CAOFu-ming；刘文连②LIUWen-lian摘要：在前人研究成果的基础上，以北方三趾马红土和南方网纹红土为例对比总结了北方三趾马红土与南方网纹红土的工程特性，并总结出两者之间工程地质特性的不同之处，为在南北方红土区工程地质活动的不同提供参考。.jyqk）的观察显示，三趾马红土中粘土矿物与其它碎屑颗粒具有混杂堆积的特点，并呈紧密排列状态。碎屑颗粒磨圆度很差，多呈棱角状和次棱角状。粘土矿物有集中分布现象，粘土矿物成分在土体中，主要以粘粒片形式出现，多以“面

2、—面”叠聚为主，粘粒片较薄，边角多呈翘卷状，并以连续的非定向密集排列组成粘粒基质[1，6]。网纹红土属于粘土和粉质粘土（亚粘土），具有粒膜结构或团聚结构。在网纹红土中，砂粒及砂土粒通常彼此之间不是直接接触的状态，而是被粘土颗粒所隔离[8]。因此，网纹红粘土的强度和遇水稳定程度与粘土颗粒成分及其排列方式有关。网纹红土的粘土颗粒成分主要为在淡水环境中形成的高岭石。故推测其具有定向性好、排列紧密的分散型结构，密度和抗压强度较高。网纹状构造是网纹红土一个最明显的特征，表现为红色土中夹有大量蠕虫状、树枝状、

3、条带状或网格状斑纹[7]。颜色上的差异是由Fe2O3含量不同造成的，Fe2O3含量越高则颜色越深，Fe2O3含量越低颜色越浅。3.3力学性质土力学的观点认为三趾马红土是超固结硬粘土，粘塑性强。它的力学性质受含水量控制，含水量较高时具有质软的特点，自然风干后，土质坚硬、较致密、似脆性。常规三轴压缩试验发现随着围岩和含水量的增加变形增加，破坏时相应的变形增大，流动变形显著，比某些断层泥破坏时相应的变形还要大[8]。三趾马红土中存在许多粘粒富集的微细层理，这些微细层理的含水量高于土体中其它部分的含水量，

4、这就导致了微细层理变形大于土体中其它部分，首先进入粘塑性变形状态，微细层理的存在，使三趾马红土的工程力学特性更加复杂化了。这些微细层理成为三趾马红土中的软弱面，容易沿它产生滑移和侧墙鼓胀，导致滑坡和隧洞变形等灾害[9]。不同成因的网纹红土的在垂直剖面上自上而下一般有如下规律：含水量、液性指数有逐渐增大的趋势，上部多呈坚硬状态，往下中部渐变为硬塑状，下部则渐变为可塑状，软塑状的网纹红土少见分布。工程性质在水平方向变化极小[10]。网纹红土黏性土颗粒间存在较强相互作用力，这些作用力主要有范德华力、静电

5、引力、颗粒间的胶结、颗粒间接触点的化合价键等。由于在湿热化过程中粘土颗粒间富集了较多的游离铁胶，在一定的环境条件下，逐渐脱水、重结晶、固化，在土粒之间形成了结构强度强、抗水能力高的固化铁胶键，这是网纹红土具有较高强度的主要原因[11]。胶结物的固化是成岩作用的一个象征，网纹红土可视为进行了一定程度岩化的黏性土。3.4胀缩性三趾马红土与网纹红粘土的涨缩性如表2所示。三趾马红土胀缩性较强，它的自由膨胀率在40%以上，此外，三趾马红土失水收缩性也较明显，其体缩率在11.3%以上，由此可见，三趾马是具有较

6、大胀缩性的膨胀土[1，12]。在风干条件下发生明显收缩，失水程度越高，收缩越明显，同时，失水程度越高，吸水膨胀能力也越强。网纹红粘土土质坚实致密，难溶于水，胶结物的抗水能力强，土体强度高，属于具有特殊结构的高强度“超固结土”。自由膨胀率小于40%，膨胀力<10kPa，即具有极弱的膨胀性。扰动土具有弱～中等收缩势（液限时体缩率常见值为22%～33%，收缩指数20%～30%），但由于胶结好，较紧密，故原状土体缩率一般为0.8%～3.2%，只具有极弱的收缩性[4]。因此，网纹红土的其膨胀性和收缩性

7、一般情况下可以忽略不计。4结论分布于北方地区的三趾马红土与分布于南方地区的网纹红土工程特性具有诸多不同之处，所以在建筑地基、边坡、隧洞等工程地质活动中应当区别对待，以免造成不必要的危害。①三趾马红土和网纹红土由于形成时代不同，所以结构成分均有差异，三趾马红土以高岭石为主，而网纹红土以伊利石与蒙脱石为主。②三趾马红土分布于半干旱的北方地区，含水量较低，所以粘聚力较强，而网纹红土地处湿润的南方地区，所以粘聚力较弱。③三趾马红土含有钙质结核，具多孔状海绵结构，粘粒非定向排列。网纹红土具有团聚结构和粒膜结

8、构，定向性好，密度和抗压强度较高。④网纹红粘土一般情况下不考虑其膨胀性和收缩性，而三趾马红土则具有较强的膨胀性和收缩性。..