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1、l,80年22月申习祥荃第12期黄土显微结构分类与湿陷性高国瑞(化学工业部勘察公司)摘要,本文对我国北方各地黄土的显微结构进行了扫描电子显微镜研究目的是为了确定黄土显微结构与湿陷性是否有联系.观察表明,我国黄土显微结构有着自西北,,而东南的区域性变化规律它不仅和湿陷系数有关而且和湿陷起始压力关系更为密切.,,文中还根据黄土显微结构的特征进行了分类如果在进一步积累资料的基础上这种显微结构分类有可能在评价黄土湿陷性的工程设计中得到应用.、、,.中国黄土的分布地层物质成分等刘东生等已作了较为系统的研究和论述1[作者对表,各种黄土标本的有关数据及显微结构类别表埋深结构
2、类别。。。。甘肃兰州5201090080030I甘肃兰州8。50。040O。0月00。50l。。。。甘肃兰州20000710001l00IX。。。。甘肃庆阳10000660025l30IV。。。。甘肃镇原750U003OU17O82IX。。。。宁夏固原l吕00061O030075111。。。。陕西靖边50O0010009l25IX。。。.陕西武功200056260002132IV。。。陕西西安60U050310001>2xf。3。00。061。UI,l。V11陕西西安U102U67。。。。陕西西安700O07091004116斗xI。。0。052Vll陕西西安
3、85U0斗7。。lV山西河津450U05281。。U。102II山西临汾270006。。0。079111山西太原560031。。U。0斗7V山西阳曲600050。。IX山西大同300003。。0028V111河南洛阳30。。0006Xll河南洛阳50。。Vll河南洛阳9(〕0031。。0050XI河南洛阳130。北京雁翅IU。00003X本文1.979年12月13日收到1斗20科学9犷一年28,兰州黄土显微结构作了扫描电子显微镜研究发现兰州黄土的高湿陷性主要是由于它的粒状ZIL.为了进一步研究黄土显微结构和湿陷性的关系,在国内许多单位的支持架空结构所决定,.下
4、1)、、、收集了具有湿陷性试验数据的各种黄土标本(表这些标本分布在甘肃陕西宁夏、,;一t。,山西河南和北京利用英制S型扫描电子显微镜进行详细观察摄制了大量各种放大倍数,00,.(5一230倍)的显微照片并对具有代表性的标本作x衍射分析,,从x衍射分析来看这些黄土的全矿物成分基本上是相同的有可能它们来自同一个发源.,.然而从显微图象中发现、架地黄土的显微结构有着明显的区域性变化规律由西北的粒状空接触式结构逐渐过渡到东南的凝块、镶嵌胶结式结构.这种显微结构的明显的地区性变化和工程地质界所发现的、由西北而东南的湿陷性逐渐减弱的总趋势相吻合.因此对黄土显微结,.构特征
5、的详细分析有可能找到这些特征和湿陷性之间的内在联系一、黄土显微结构特征分析从空间结构,构成黄土结构体系的支柱是骨架颗粒.体系的力学强度和稳定性角度分析骨架颗粒的形态表征传力性能和变形性质,骨架颗粒的连接形式,直接影响黄土结构体系的胶结,.,强度骨架颗粒的排列方式决定结构体系的稳定性另外粘胶粒的赋存状态和碳酸钙的存在形式也是黄土结构的重要特征.1.骨架颗粒形态.1〕根据显微图象基本上可分为粒状和凝块状两类在粒状颗粒中有棱角清楚(图)和磨,:,圆的(图lb)碎屑矿物有外包粘土的颗粒(图1d)和全由粘胶微细碎屑碳酸盐胶结成的集,,.1。粒(图O除此之外还有少数片状和
6、棒状颗粒,,,,观察表明碎屑矿物颗粒传力刚度好外包一层极薄的风化皮(图版I1)集粒(包括外、,。,包很厚粘土层的颗粒)的形态一般在西北地区(兰州太原)具有较大刚性(图版I23)在东、,,,.南地区(洛阳雁翅)外形柔软刚性不足(图版I45)黄土中集粒形态的这种地区性变化无.,,,,疑与地区气侯条件有关气候干旱集粒中的碳酸钙保存得较好集粒就具有刚性气候潮润,.,、集粒中的碳酸钙被淋失集粒变软物理力学试验表明上述西北地区(兰州太原)的试样(表劝夕魁趣梦扮之豁锄曝义b图1骨架颗粒形态图2颗粒连接形式.,,c,·,e,.,·atg·,.有棱碎屑.b磨圆碎屑d外包粘土颗拉
7、集拉凝块J点接触b面胶结第:12期高国瑞黄土显微结构分类与湿陷性1205,,,、1中1,5号)不仅具有强烈的湿陷性而且具有自重湿陷性而东南地区(洛阳雁翅)的试样,,..(表1中202号)是轻微湿陷和不湿陷的说明颗粒的集粒形态和湿陷性有一定关系,,凝块的传力刚度更差从显微图象中看到凝块是由柔性集粒进一步软化合并而成的这是黄土中钙的进一步淋溶和粘土化加重的结果.随着凝块的形成和增多,作为黄土特点的湿陷性将完全消失.洛阳黄土(表1中,19号;图版w,24)中,表明这种土、镶嵌胶结已变成凝块,.结构完全失去湿陷性黄土中粘胶集粒的存在是湿陷性黄土的重要结构特征之一骨架颗
8、、.,粒形态的形成和她区气候条件碳酸钙
