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《福建农林大学》 2009年
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南方花岗岩区崩岗剖面特征研究

魏多落  
【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-8BG-7BG-6BG-5BG-4BG-3BG-2BG-1。结构系数的变化规律则是BG-1BG-2BG-3BG-4BG-5BG-6BG-7BG-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。
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