云南腾冲地区粘土质硅藻土公路滑坡形成机理 与防治优化设计

腾冲地区分布的粘土质硅藻土是一种特殊性的岩土体,具有孔隙大、密度低、含水量高,富含膨胀性粘土矿物、结构性强等特点。近年来已发生一系列与粘土质硅藻土相关的滑坡等地质灾害,造成了较大损失。在粘土质硅藻土工程地质特性测试分析的基础上,对腾冲地区粘土质硅藻土滑坡的分布特征和形成机理进行了研究,认为粘土质硅藻土滑坡以中小型滑坡为主,受公路切坡、采矿、降雨等因素影响较大;公路边坡滑坡多发生在坡体的中部和后部,在牵引作用下部分滑坡可发生大范围滑动。粘土质硅藻土具有膨胀性和极强的结构性,其边坡稳定性较差。以新修建腾泸公路边坡滑坡为例,对S238省道冯家大山滑坡的形成机理进行了探讨,认为受粘土质硅藻土膨胀性、结构性等的影响,人类工程扰动、降雨等引起边坡表部土体出现强度分层、膨胀性增强和力学强度降低,从而导致原支护结构破坏;在此基础上,对冯家大山边坡进行了优化设计和数值模拟分析,提出了综合防治建议。     

北京沙河-八仙庄地面沉降区粘土矿物分析

粘性土压缩层的粘粒含量和矿物成分是土层形变的微观信息,其分析研究有助于定性或定量了解地面沉降的范围、速率和幅度。在北京沙河-八仙庄地面沉降区内采集20个粉质粘土样品进行了X衍射实验分析,结果表明粘土矿物以伊蒙混层矿物为主,这样的粘土矿物组成有利于地面沉降的形成和发展。     

滇西北红粘土的工程地质特性及其灾害效应

在野外地质调查的基础上,结合室内土工试验,系统分析了滇西北红粘土的物质组成、物性特征和工程地质特性,并以此为基础探讨了其地质灾害效应。研究结果表明：滇西北红粘土粒度组成主要以粘粒为主,粘土矿物成分比较复杂,在丽江以南其矿物成分主要以高岭石（K）为主,在丽江以北则以伊利石/蒙脱石（I/S）混层矿物为主。此外,滇西北红粘土具有含水量高、重度低、塑性高、膨胀性弱等物性特征,在天然状态下比较稳定,但是随着含水量的增加其土体强度大大降低,易引发滑坡、水土流失等地质灾害。     

缓倾软硬岩互层边坡变形破坏机制模型试验研究

以宜巴高速公路沿途彭家湾软硬岩互层边坡为工程依托,依据地质分析及相似理论建立缓倾软硬岩互层边坡室内模型,采用开挖试验及和注水软化试验来模拟实际中的工程开挖（或河谷下切）和雨水浸润软化过程,研究缓倾软硬岩互层边坡的变形破坏机制。结果表明：在开挖及雨水软化两种工况下,该类软硬岩互层边坡的变形模式都是前期的滑移拉裂变形和后期的整体蠕滑变形,破坏模式是以深部软层为滑动面的整体滑移;硬岩层与软岩层的变形情况略有不同,硬岩层以整体蠕滑变形为主,而软岩层以滑移拉裂变形为主;深部软岩层的状态变化对边坡的整体稳定性影响非常关键;工程开挖（河谷下切）及雨水入渗都会对该类缓倾软硬岩互层边坡的稳定性有重要影响,开挖导致的临空面及微裂隙是滑坡发生的基础,水是滑坡发生的条件和诱因。     

高海拔多年冻土区露采矿山边坡水冰环境特征分析

为了掌握高海拔多年冻土区露天煤矿边坡形成后的水分变化规律,明晰其对边坡稳定性的影响特征,依托青海木里聚乎更矿区露天煤矿矿坑开挖过程,运用调查和监测的方法分析了采场边坡的水冰环境。调查分析结果表明,矿区内分布着连续的厚度不等的多年冻土（岩）层,矿坑开挖切割不同岩性的冻结地层而形成多种类型的边坡,由于边坡地层岩性和结构的差异而使岩体含冰特征体现出较大不同。原始冻结岩土体因开挖形成边坡而使其温度与水分环境发生了显著变化,边坡表面地层由温度和水分稳定态转化为温度与水分敏感态,即逐渐由多年冻土（岩）层转化为季节冻土（岩）层,在水分和温度的双重因素作用下,边坡岩体的水冰环境在不断地发生着复杂的变化。通过地层温度和水冰环境的调查与分类概化,可为研究岩体的真实冻融劣化规律及边坡稳定性演化规律提供科学基础。      

秦岭北缘仙游寺粘土(膨胀土)的发现及初步研究

首次在秦岭北缘周至县马召镇仙游寺一带发现了中更新世厚层褐色粘土,命名为“仙游寺粘土”。它们是中更新世晚期湿润(半湿热)气候环境下形成的坡面流堆积,其物质来源为秦岭山地表层的褐色古风化壳。室内土工试验结果表明：仙游寺粘土是一种典型的富含膨胀性粘土矿物(伊利石／蒙脱石混层矿物)的膨胀土,是以往渭河盆地没有发现的膨胀土新类型。仙游寺粘土不良的工程特性导致仙游寺周边和108国道秦岭北缘一带的天然斜坡和人工边坡都很不稳定,在强降雨作用下,大量土体滑坡频繁发生。基于野外调查和室内试验测试结果,着重介绍了仙游寺粘土的发育特征、成因时代及其工程地质特性,这不仅有助于北秦岭山地第四纪古气候的恢复及对北秦岭和渭河盆地第四纪以来地质环境演化的认识,而且对于认识秦岭北缘土体滑坡的成灾机理并指导地质灾害的防治具有重要的意义。     

海洋粘土沉积物的组成及其增白试验

为了海洋粘土的开发应用,利用FTIR和XRD衍射对其进行了矿物成分分析。结果表明,海洋粘土样品中粘土矿物含量较高,其主要矿物组成为伊/蒙混层和伊利石并含有少量其它矿物,同时证实样品中有磁铁矿和赤铁矿存在。粘土沉积物的化学成分分析显示,粘土中Fe2O3质量分数较高,约为7%。采用酸溶氢气还原法对东太平洋的粘土样品进行了化学增白试验,并探讨了酸种类及其浓度、药剂用量、反应时间、煅烧温度等因素对除铁增白效果的影响,优选出最佳除铁增白方案,使海洋粘土的白度由原来的23.8%提高到73.1%。另外,对增白前后样品的粒度、比表面积和分散性的测试表明,在增白的同时样品的活性也得到了提高。     

考虑地层变异的边坡稳定不确定性分析

目前涉及岩土体不均匀性的岩土问题可靠度分析大多只考虑岩土体的固有变异,即岩土体特性参数的不均匀性,未考虑涉及不同岩土体材料的地层变异。地层变异在实际滑坡中广泛存在,其表现为不同类型岩土材料(如黏土、粉土、砂土)的互相嵌套,或一种类型岩土体在另一种较均质岩土体中的随机分布。为此,提出了利用钻孔资料评估考虑地层变异时边坡稳定不确定性的分析方法。根据已有钻孔资料设计了不同的钻孔布置方案,建立了表征地层变异的马尔可夫链模型,采用有限元强度折减法进行边坡稳定性分析,探讨了钻孔布置方案对评估边坡稳定安全系数和失效概率不确定性的影响。以澳大利亚珀斯市钻孔资料为例,分析了所提方法的有效性。结果表明,钻孔布置方案对边坡稳定安全系数和失效概率的不确定性评估有重要影响。考虑地层变异时,边坡稳定安全系数可以用Johnson分布来描述;边坡稳定安全系数统计量和失效概率不一定随钻孔数量增加而单调变化,边坡影响区域以内钻孔对评估边坡稳定安全系数的不确定性最为有效;当钻孔数目逐渐增加时,边坡安全系数均值逐渐收敛至精确值。     

裂隙型硬粘土的力学模型及其在边坡工程中的应用

硬粘土是介于软岩和硬土之间的一种介质, 其中含有规律分布的裂隙, 具有明显的方向性和各向异性特征; 本文从实际应用的角度出发, 提出一种适用于裂隙性硬粘土的损伤力学模型, 并应用于南水北调中线渠道边坡工程的数值模拟分析。     

南水北调中线工程上第三系膨胀性硬粘土的工程地质特性研究

上第三系硬粘土在中国东部新生代沉积盆地具有广泛的分布 ,因其性质复杂而成为中国区域性特殊岩土研究的重要对象。纵贯于南阳盆地和华北盆地西缘的南水北调中线工程长距离地开挖在不同的上第三系硬粘土中。本文在对南阳盆地、方城宝丰、邯郸永年三渠段上百个原状样的物质组成、物理性质、物化性质、膨胀性和收缩性、强度特性系统测试分析的基础上 ,总结了各类硬粘土的工程地质特性及其形成机理和变化规律 ,并根据不同湿度、围压状态下的试验结果分析了硬粘土的工程环境效应 ,这对于认识上第三系硬粘土在开挖运营条件下的变形破坏机理有着重要的理论和实际意义。     

Neogene clay and its relation to landslides in the southwestern Loess Plateau,China

Loess occurs widely in Northwestern China, covering Neogene clay and other sedimentary units that overlie the bedrock. The Neogene clays of the Baoji Region of Shaanxi Province, north China, including the eolian Hipparion and paleo-Sanmen Lake fluvial deposits, are typical clays of the southern Chinese Loess Plateau. These clays are also sensitive key strata controlling the development of large-scale landslides along the slope of the loess tableland surrounding the Guanzhong Basin. To investigate the Neogene clay types and landslides in the region, soil samples were tested and the macro- and micro-structures of the clay strata were analyzed. Comprehensive analysis methods, including the pipette method and fine X-ray diffraction, were applied to quantitatively analyze the sample composition and determine the clay mineral types. The Neogene clays are mainly composed of illite and montmorillonite mixed-layer minerals. On the Williams’ discrimination diagram of swelling potential, both types of clay are medium to strongly expansive soil. Two case studies illustrate that rainfall reduces the shear strength of the Neogene clay and raises the groundwater level. Rainfall has gradually destroyed the structure of the Neogene clay, transforming it to sliding belt soil. The sliding belt lies mainly within the Neogene clay layers, significantly affecting the occurrence and characteristics of landslides in Baoji. The rise in groundwater level and weakening of the shear strength of the Neogene clay are important factors in the occurrence of landslides. The long-term strength is a key factor affecting the development of loess landslides along the loess tableland in Baoji.     

黄土高原马兰黄土粘土矿物的定量研究

本文在回顾和总结中国西北黄土粘土矿物研究进展的基础上,提供了采用现代X-射线衍射(XRD)定量测试技术(包括粘土矿物样品处理和全自动数据处理技术)对陕北晋西12个县市马兰黄土粘土矿物定量研究的最新结果。测试结果表明,马兰黄土的主要粘土矿物为伊利石／蒙脱石混层矿物(相对含量为60％～70％),而不是以往所认为的伊利石。伊利石在黄土中主要呈两种形式存在,即单矿物伊利石和伊／蒙混层矿物中的伊利石。研究还发现,各地马兰黄土粘土矿物组成变化不大,但在神木、河曲、偏关一带伊／蒙混层比有局部增高的现象。根据扫描电子显微镜观察,黄土中粘土矿物不是以单粒形式存在,而主要是以集粒粘附物的形式包裹在碎屑颗粒表面。黄土中粘土矿物组成及其存在形式一方面可以充分揭示黄土物源区的表生化学环境特征;另一方面,伊／蒙混层矿物作为一种广泛分布的膨胀性粘土矿物和它在黄土粘土矿物中所占地位,对于认识马兰黄土在水作用下的湿陷变形和强度衰减的本质具有重要意义。     

长江三角洲第一硬质黏土层粒度多元统计分析及沉积环境判别

长江三角洲第一硬质黏土层成因是长期争论的问题。对上海市青浦区第一硬质黏土层全样粒度多元统计分析,并与南京周家山下蜀黄土、长江悬浮颗粒物对比,探索长江三角洲第一硬质黏土层成因。第一硬质黏土层机械颗粒组成均一,频率曲线呈正偏态、中等或尖锐峰形的双峰分布,频率累积曲线呈"S"型分布,具有风成沉积特性。粒度特征分析为沉积环境判别提供沉积学证据时,综合运用多元统计分析可以使分析结果更准确。聚类分析将硬黏土与典型风成沉积物下蜀黄土粒度分布归为一类,长江悬浮颗粒物单独为一类,表明硬黏土与下蜀黄土成因一致。下蜀黄土与长江悬浮颗粒物粒度参数判别函数,将绝大部分硬黏土样品判定为风成沉积。粒级—标准偏差曲线结合现代风场,显示硬黏土粒度特征存在高空西风和低空西北季风两个主控因子。表明长江三角洲第一硬质黏土层是由西风和西北季风控制的风成成因堆积物。     

末次冰期苏北平原和东延海区的风尘黄土沉积

长江三角洲北翼苏北平原和东延海区，晚更新世晚期顶部地层普遍为一层暗绿色至黄褐色的硬质粘土层。本文通过对苏北平原硬质粘土层与西部丘陵区下蜀黄土的地层对比以及粒度、地球化学、矿物组合、微体古生物和抱粉、石英颗粒表面电子显微镜扫描、^１４Ｃ测年等实验分析的综合研究，讨论了其成因和年代问题，指出该硬质粘土层为末次盛冰期风尘黄土堆积物经次生变化而演变形成，同期的风尘黄土在黄海、东海海底和陆架区也有堆积，为下蜀黄土在东部平原区和海区的延续。     

也论成都粘土的成因

为了解成都粘土的成因机制，在总结前人资料的基础上，从分析成都粘土的分布、结构、矿物组成等特征入手，客观地展示了成都粘 本质，进而将其与我国北方的马兰黄土和长江中下游的下蜀粘土之间的特性进行比较以及对龙门山和成都平原第四纪晚更新世的古环境的分析，最终得出典型的成都粘土的成因是属于风成“黄土”的结论。     

浦东新区“硬土层”的沉积物特征和成因

在浦东新区高层建筑主要桩基持力层之一的暗绿色和褐黄色硬土层系统勘察的基础上,运用沉积学的研究方法和地层对比研究,对硬土层的沉积特征作一剖析。认为该硬土层为末次冰期干冷气候条件下风成黄土沉积物经过次生变化作用演变而成。     

甘肃灵台新近纪红粘土磁组构特征的沉积学意义

对第四纪典型风成马兰黄土、受成壤作用影响较大的第五层古土壤、新近纪红粘土、埋藏化石的红粘土围岩层的磁组构分析表明:新近纪红粘土的磁组构参数P、F值界于马兰黄土—第五层古土壤与经流水改造的化石围岩之间,L均值与风成黄土相当, Q均值接近于水成红粘土化石围岩,而在事件性沉积方面又类似于风成马兰黄土、第五层古土壤;磁组构参数F-L、P-Q组合图位于马兰黄土—第五层古土壤与经流水改造的化石围岩过渡带。反映红粘土沉积物既具有风成原地堆积物的磁组构参数特征,又有经历了后期流水改造的化石围岩的特点,是风成原地堆积与风动力搬运而来的母质颗粒经后期流水改造共同作用的产物。     

吕梁山西麓红粘土和水成堆积物之间的关系

通过对吕梁山前（西）山西保德剖面和柳林剖面的野外考察,结合前人研究成果,研究了新近纪地层的组成及空间分布。新近纪地层自下而上可以分为三段:下段为水成砂砾石层,上段为风尘堆积的红粘土,中部则为二者的过渡带。柳林剖面的详细研究揭示了水成堆积物与红粘土的细部特征:粗粒的砾岩和砂岩常切穿红粘土层,而粒度与红粘土相近的泥岩则常与红粘土平行产出。野外调查结合区域资料分析表明新近系各组成成分空间分布具有明显的规律性:靠近吕梁山（保德剖面）下部水成堆积物粒度较粗且厚度较大,红粘土厚度相对较薄;背离吕梁山下部水成堆积物逐渐变细且厚度减薄（柳林剖面、府谷剖面）直至尖灭（佳县剖面）,与之伴生的是红粘土厚度逐渐增大;中间过渡带中水成堆积物与红粘土的比例与此相似,即区域上吕梁山前的水成堆积物呈楔状“侵入”于红粘土的中下部。红粘土与水成堆积物的关系的确立为更好的理解红粘土的成因、吕梁山的新生代隆升历史及恢复新近纪晚期的古气候演变具有重要意义。