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红粘土固结变形特征及其形成机制的研究

毕庆涛  
【摘要】:红粘土为碳酸盐岩系岩石经历红土化作用而形成的高塑性粘土,是中国南方广泛发育的区域性特殊土,具有较特殊的工程性质。依据土质学及土性分析原理,红粘土工程性质的特殊性决定于土体特殊的成分和结构。从地质、地理学的角度来看,目前的红粘土是古环境动态演化至今的结果,土体所具有的一切性质,特别是工程性质,是在土的形成过程中产生、土的发展过程中演变的。 贵州是中国红粘土的主要分布区域,同时也是世界上典型的岩溶发育区。论文以贵州红粘土的固结变形特征为切入点,结合贵州区域地质特征及地质、地理发展史,系统地研究了成因、成分、结构对土体固结变形的控制机理。 经试验研究发现,红粘土具有较一般粘土或其它红土特殊的固结变形特征:①、具有高孔隙性的同时却具有中压缩性;②、红粘土是超固结性的,但同时又是高孔隙性的;③、红粘土的超固结性主要是由非重力因素引起的;④、土体剖面上部固结程度好,下部固结程度差。这几个固结变形特征均与传统土力学理论相悖。经进一步研究认为,红粘土中主要的矿物为片状粘土矿物,形成了大量粘土矿物团粒,团粒内部粘土矿物间连结力很强,具有刚性,使得团内的众多孔隙在一般工程力范围下成为惰性孔隙,因而形成了高孔隙特征,但团粒内部牢固的连结及团粒间的游离氧化物胶结使红粘土具有较高的结构强度,故而土性又表现为超固结性及中压缩性。同时,红粘土经历了岩溶作用与红土化作用,最终形成了特殊的固结反剖面特征。


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