森林火灾对岩土体物理力学特性的影响

2020年3月30日四川省西昌市森林火灾发生后，该地区的地质灾害显著增多，火灾对表层土壤产生一定影响，但目前对火灾影响土壤的物理力学性质的机制及致灾特征研究尚浅。以未遭受火灾区域和遭受火灾区域的表层土样为研究对象，进行了总有机碳、颗粒级配和X射线衍射分析，并结合室内相关力学试验研究了火灾前后土样的黏土矿物含量及力学强度特性。试验结果表明：(1)火灾发生后土壤有机质含量降低，导致不稳定的无机土壤裸露；土壤团粒结构稳定性降低，土壤中细小颗粒含量增高，细小颗粒容易阻塞土壤表层孔隙，不利于雨水或地面径流的下渗；(2)火灾的高温过程使得土壤中黏土矿物含量变化，高岭石(Kao)相对含量减少了10%,伊利石/蛭石混层增加了1%,伊利石(It)减少了20%,蛭石(V)增加了29%,变化最为明显；(3)火灾发生后土壤黏聚力(c)、内摩擦角(Φ)明显衰减，应变软化现象更为明显，这是土壤黏土矿物含量的变化，即蛭石矿物含量增高导致的。森林火灾会从颗粒粒径，矿物含量和强度参数3个方面显著影响土壤的物理力学性质，从而导致火烧迹地遭受泥石流、滑坡等地质灾害的风险增加。