基于ERDAS研究华北平原第四系黏土微观孔隙分形特征

以衡水地面沉降漏斗中心分层标土柱黏土试样的环境电镜扫描图像为研究对象,采用分形理论和ERDAS软件的图像处理技术,求取了华北平原地面沉降典型区第四系黏土微观孔隙分布的分维数,得出华北平原第四系黏土微观孔隙分布分维值随埋深的增大呈现总体减小、局部增减交替的特征.并结合黏土试样的空间位置、密度值、矿物组分、化学成分及地下水等因素,探讨了华北平原第四系黏土微观孔隙分形特征的成因机理.     

山东大学齐鲁医院综合楼工程对济南泉水的影响分析

通过对山东大学齐鲁医院门诊保健综合楼工程建设对泉水是否影响的论证,认为场区内第四系碎屑岩孔隙裂隙水与奥陶系裂隙岩溶水为2个不同的含水系统。拟建工程在开挖深度内未揭穿第四系砾岩层,保留部分砾岩层作为基底持力层,并保持了下伏黏土的天然隔水性能,不会阻挡地下水径流补给通道,对泉水不会造成影响。     

吕梁山西麓复兴剖面红黏土的磁性地层学研究

吕梁山西麓中上新世的一套厚层红黏土层记录了吕梁山前盆地的演化和吕梁山新近纪的隆升。山前不同的构造部位,各异的古地貌特征导致红黏土的堆积特征差别较大,柳林复兴地区黏土层的下部常含有数层化石层和薄厚不等的砾石层。本文对复兴地区的红黏土进行了岩石磁学和磁性地层学研究,得出了复兴地区红黏土及所含砾石层和化石层的古地磁年龄,并通过野外沉积特征以及粒度等指标探讨了复兴地区红黏土的形成过程。岩石磁学结果表明,红黏土中特征剩磁的载体为磁铁矿和赤铁矿。古地磁和生物化石显示复兴剖面的年龄为7.1～2.6Ma。其中所含厚层砾石层的古地磁年龄约为5.2Ma。两层化石层的年龄分别为～6.8Ma和～7.1Ma。剖面野外沉积特征和粒度变化显示柳林复兴地区红黏土堆积初期有水流作用的参与。     

非饱和红黏土的强度特性研究

红黏土是一种富含胶结作用物质的塑性黏土,与普通黏性土相比,红黏土的强度特性更为复杂。通过直剪仪对不同含水率和不同含丙三醇溶液的重塑红黏土进行了抗剪强度试验,发现红黏土的强度、黏聚力随着溶液含量的增加出现了“双峰”值现象,且内摩擦角基本保持不变,用丙三醇溶液替代水溶液配制的土样其强度有了明显的降低。结合核磁共振仪对红黏土试样的孔径分布研究情况,基于Bishop提出非饱和土的有效应力原理,探讨了非饱和红黏土的强度随含水率变化出现“双峰”现象的影响机制,认为红黏土本身孔径大小分布特征起了非常重要的作用。     

吸力可控条件下的北方红黏土蠕变特性

北方红黏土又称三趾马红土，在黄土高原地区呈不连续状分布于黄土之下，为典型的致滑地层。红黏土遇水后强度降低、变形增大从而构成滑动面的过程，与红黏土特别是非饱和红黏土的蠕变特性息息相关，然而相关的研究多集中于南方红黏土。我国南方和北方红黏土的工程特性差异较大，不能等同对待。本文以陕西蓝田典型的北方红黏土为研究对象，借鉴控制吸力的非饱和土研究方法，在吸力分别为0，100 kPa和200 kPa条件下分级施加围压，开展了吸力控制条件下的三轴蠕变试验，研究非饱和红黏土的蠕变特性和长期强度。试验表明，红黏土具有明显蠕变特性，不同围压下的应力-应变曲线变化特征相近，均呈现幂函数或对数函数变化特征。当围压和荷载一定时，蠕变量随吸力的减小而增大，稳定时间随吸力减小而增长。吸力越小土体的蠕变性越强，其屈服强度也较小，饱和红黏土(吸力为0)的长期强度比吸力为200 kPa时的红黏土长期强度降低了约50%，说明含水率增大会增大滑带红黏土的蠕变量，促使滑坡的形成，本研究可为红黏土致滑机理研究提供基础。     

石灰-红黏土互损行为与偏高岭土减损机制

红黏土成团现象突出,导致石灰处治红黏土时难以拌和均匀;同时,红黏土呈弱酸性,石灰与黏土会发生互损作用,最终影响处治效果。首先,从水分子与黏土矿物的电荷分布特征角度,解释了红黏土呈弱酸性的原因;然后,通过酸、碱溶液浸泡石灰处治红黏土,模拟石灰-红黏土的互损行为;最后,提出应用偏高岭土抑制"石灰-红黏土"互损的方法。为此,选择两种团粒尺寸的红黏土,掺入不同比例的偏高岭土和石灰,并评价其无侧限抗压强度。结果表明,与仅用石灰处治的红黏土相比,掺入偏高岭土过多或过少都不利于其强度提高,掺量为5%效果最佳,验证了偏高岭土抑制"石灰-红黏土"互损行为的可行性。偏高岭土与石灰快速反应,不仅生成了以离子键结合的硅、铝酸胶结物,还生成了以共价键结合的网状胶结物,而且后者具有明显的抗酸侵蚀能力,从而解释了偏高岭土能够减少石灰-红黏土互损的内在原因。     

纳米石墨粉红黏土改良机理试验研究

为了探寻纳米石墨粉对区域性红黏土的改良机理,利用TSZ-1型三轴试验仪进行正交试验设计,选用扫描电镜法对试样进行微观结构测试,采用单因素方差分析法分析了纳米石墨粉掺量对红黏土力学特性的敏感性,试验结果表明:纳米石墨粉掺量是改良红黏土抗剪强度参数的显著性影响因素;改良红黏土的主应力差与轴向应变曲线之间整体呈双曲线关系,具有明显峰值应力,表现为应变硬化特征;改良红黏土的抗剪强度可采用线性的Mohr-Coulomb准则来描述;内摩擦角参数表现为随着纳米石墨粉掺量增大基本保持不变,而黏聚力参数具有随掺量的增加先增加后减小的特性;纳米石墨粉对红黏土改良的宏观力学性质,与其对红黏土孔隙结构的影响及红黏土矿物颗粒的黏附胶结密切相关。     

非饱和红黏土三轴试验研究

红黏土强度特性直接关系到路基的稳定和边坡坡度的选取,是地基工程、边坡工程和洞室工程设计计算的重要参数。以贵阳红黏土为例,对非饱和红黏土的强度特性进行了常规三轴试验研究。根据试验结果,分析了原状红黏土和压实红黏土的应力-应变关系及破坏类型,提出了压实红黏土的应力-应变关系曲线的数学模型,得出了压实红黏土抗剪强度参数与物理指标指标之间的关系。     

疲劳动剪应变门槛与武广高铁无碴轨道路堑基床长期动力稳定

针对武广高铁无碴轨道红黏土路堑基床长期动力稳定性问题,利用改造后的应力控制式动三轴仪代替国内尚无的剪应变控制式共振柱仪,测试土体疲劳动剪应变门槛值,提出了一套完整的试验方案和数据处理方法,为疲劳动剪应变门槛的确定开辟了新的试验途径。通过疲劳动三轴试验,获得了9种试验条件下红黏土疲劳动剪应变门槛值。按曲线走势特征,红黏土 - 曲线可分为稳定型、临界型、破坏型3类,且不同试验条件下同类型的曲线具有相似的走势特征;探讨了含水比、围压对红黏土疲劳动剪应变门槛的影响,给出了简单实用的疲劳动剪应变门槛经验估算公式;基于室内试验及现场动响应测试成果,采用动剪应变法初步评价了武广高铁无碴轨道红黏土路堑基床的动力稳定性,给出了不同物理状态下红黏土基床最小换填厚度建议值。研究成果为我国高速铁路无碴轨道土质路基动力稳定性评价及路堑基床换填厚度的确定提出了新的思路,也为红黏土疲劳特性的深入研究提供了宝贵的第一手资料。     

呼和浩特地区压实红黏土收缩开裂特性研究

红黏土在工程应用中易随环境温、湿度的变化产生收缩变形甚至开裂现象,从而诱发产生诸多工程问题。在工程应用中掌握红黏土的收缩与开裂性能,才能及时做出有效的防治措施。为此,以内蒙古地区典型红黏土为研究对象,在明确其击实特性的基础上,分析了红黏土在不同击实次数条件下的收缩特性并结合图像处理技术进一步阐释了压实红黏土裂缝形态的发展规律。试验结果表明:红黏土的最大干密度随着击实次数的增加呈线性增加,最佳含水率随着击实次数的增加呈线性减小的特征;红黏土失水率曲线随干燥时间呈指数规律变化,干燥初期,试样水分迅速蒸发呈线性变化,随着干燥时间的延续水分蒸发量逐渐减少,失水率曲线趋于稳定;随着击实次数的增加试样收缩率增大,收缩指标（径向线缩率、轴向线缩率以及体积收缩率）随干燥时间呈指数规律变化。红黏土收缩几何因子小于3,表明其轴向收缩大于径向收缩,红黏土收缩具有各向异性的特点;红黏土的裂缝特征参数（平均裂缝宽度、裂缝总长度、裂隙率）也随击实次数的增加而增大。试样击实次数的增加破坏了土体的黏粒结构,导致土体对结合水最大吸附能力减弱,降低了土体的持水能力,从而使土体的失水率、收缩率以及裂隙率增大。因此,在工程应用中增加击实次数以期改善红黏土的收缩与抗裂性是低效不经济的。     

陇东新近纪红粘土与第四纪黄土地球化学特征及其物源和风化指示意义

甘肃省平凉市灵台县邵寨镇剖面风尘堆积底界年龄大约为5.23 Ma B.P.,通过对该剖面新近纪红粘土与第四纪黄土-古土壤序列的常量元素、 微量元素、Nd同位素的测试,分析其在物源和风化方面的指示意义,发现新近纪红粘土与第四纪黄土具有相似的常量、 微量元素UCC标准化曲线和稀土元素球粒陨石标准化曲线,指示二者皆来自广阔的...     

The Lundergård Clay and its Foraminifera, a new formation in the marine Quaternary of Denmark

Knudsen, Karen Luise: The Lundergard Clay and its Foraminifera, a new formation in the marine Quaternary of Denmark. Boreas, Vol. 1, pp. 289–297. Oslo, 1st December, 1972.
Samples from marine Quaternary clay deposits at Lundergård in Vendsyssel have been analysed for their content of Foraminifera. The clay, which is called the Lundergård Clay, contains a typical arctic foraminifer fauna with Quinqueloculina stalkeri and Elphidium ustulatum as characteristic species. To attempt an age determination of the Lundergård Clay, the fauna is compared with foraminifer assemblages from other marine Quaternary deposits of Vendsyssel and adjacent areas. The deposit may represent a hitherto unknown facies of the Older Yoldia Clay of Vendsyssel, which is supposed to be of Weichselian interstadial age, or it may be older and can perhaps be correlated with the Holderness Basement Till of Saale interstadial age.     

北京延庆北部地区地下热水资源研究

本区地下热水井资料表明,震旦亚界蓟县系雾迷山组白云岩类岩溶裂隙含水层,是本区地下热水的主要储层,而巨厚的(1200m)上第三系天竺组红色粘土类和第四系泥质沉积物构成了本区地热的良好盖层。太古界以来构造运动以及伴随的岩浆活动而形成的诸多岩体,是本区地下水的热源供体,与之有关的断裂与构造也是本区寻找地下热水的有利部位。     

江西泰和第四纪红色粘土的矿物特征

第四纪红色粘土在我国南方分布很广,最典型的分布在华中岗地上,土层较厚,上部土质均匀,下部具有红白网纹并含砾石,大都是中更新世的洪积-冲积或残积-坡积物,笔者认为可能是间冰期比较暖热气候条件下的产物。熊毅早就指出:各地环境殊异,地形复杂,母岩不同,其理化特征将随之而异。第四纪红色粘土来自不同的堆积相,和经受不同的风化和成土过程,这将在矿物组成方面反映出来。土壤普查的结果表明,第四纪红色粘土按其分布的地形部位,成因和物质来源,可分成两类:一类是残积坡积相，为中更新世较早的暗红色沉积物，即Q₂另一类是冲积相，为中更新世较晚的红化程度较轻的淡红色沉积物。它们都经历了中更新世至今的成土过程1)”。为了查明它们的差异，并有助于第四纪沉积物的研究，笔者用部分标本进行矿物分析，并对初步结果进行讨论。     

黄土高原红粘土与黄土古土壤粒度特征对比--红粘土风成成因的新证据

对黄土高原具有代表意义四个剖面的晚第三纪红粘土样品进行了粒度分析,并将结果与典型风成黄土古土壤样品的粒度特征进行详细对比,得到红粘土是风成成因的沉积学证据。结果表明,黄土高原红粘土与其上覆第四纪古土壤形成环境相似,红粘土是在相对于黄土堆积搬运风动力变幅小的条件下沉积的,在沉积之后受到较强的风化成壤改造作用。     

大连地区红粘土特征研究

大连地区存在发育的红粘土。该土与石灰岩及粘土在化学成分上进行了对比,分析了某些元素流失与聚集的原因,并对其特有的物理特征进行了原始状态、风干状态的水浸试验与土体的收缩试验。从而对该地区红粘土风干后,遇水崩解不可恢复的特殊性,以及土体卸荷在保持原有天然含水量的情况下,呈现稳定状态的合理解释。     

关中盆地上新世地层形成时代、层序划分及沉积相特征研究

关中盆地位于华北板块西南缘,为一新生代断陷盆地,具典型地堑形态,沉积巨厚的新生代地层。针对盆地新近纪上新世地层形成时代有争议、地层层序划分不明确、沉积相界定较笼统等问题,利用钻测井资料及野外调研,结合前人研究成果,对盆地新生代地层进行了重新划分,明确了上新世各地层形成时代及其地层层序划分和沉积相类型。研究结果表明,上新统可划分为蓝田组(11Ma—7 Ma)、灞河组(7.3 Ma—2.6 Ma)、张家坡组(3.4 Ma—2.6 Ma);新生代层序地层可划分为古近系构造层序、中新统构造层序、上新统构造层序和第四系构造层序等4个一级层序,存在6个构造层序界面。蓝田组以"三趾马红黏土"的风成沉积为特征。灞河组沉积时期,关中盆地的西安凹陷为一套冲(洪)积相、河流、三角洲相沉积,固市凹陷为一套冲(洪)积、河流、三角洲及滨浅湖相沉积;盆地边部开始出现小范围的风成黏土沉积。张家坡组以河湖相沉积为主,沉积中心向南移;盆地南北两侧或边部为冲(洪)积扇相、河流相及三角洲相沉积,边部也有小范围的风成黏土沉积。     

湛江地区结构性软土的赋存规律及其工程特性

立足于土体演化的地质背景,以湛江地区第四系下更新统湛江组强结构性软土地层为依托,开展了宏观与微观土工试验研究,探求该区软土赋存规律与其强结构性的内在联系。研究表明,湛江软土是以陆相沉积为主的河控三角洲相(即海陆交互相)沉积层,由于受该区构造运动的强烈影响,该土集多种地质营力的复杂耦合作用而呈现出特殊的沉积特征;胶结作用是该土具有较高的结构强度的根本原因,其强结构性形成机理与当地广泛发育的红土极为相似。     

Luminescence sensitivities of quartz grains from eolian deposits in northern China and their implications for provenance

The thermoluminescence (TL) and optically stimulated luminescence (OSL) sensitivities of quartz grains from deserts and loess–red clay sequences are used to trace eolian provenances in northern China. Our results indicate that the 110°C TL peak and OSL sensitivities of quartz grains show differences among Chinese deserts, which can be subdivided into four groups according to the spatial variations of luminescence sensitivities. Such differences are related mostly to the regional difference in rock types of mountains surrounding or adjacent to the deserts. We also examine the possible provenance changes between the Quaternary loess and the Tertiary eolian red clay, and the results indicate that the luminescence sensitivity of Tertiary red clay is higher than that of Quaternary loess (L1, L15, and L33), implying source materials of the eolian deposits changed relative to those of the Quaternary.     

加积型网纹红土网纹化机制及形成环境

选取九江地区JL剖面网纹层段典型样品,针对红基质与白网纹的物质组成及理化性质展开异同分析,在此基础上探讨网纹红土形成环境。初步得到以下结论:1)红基质与白网纹的粒度组成、元素组成、风化特征基本一致,但铁元素有显著差异,"网纹"并非原生构造,不是岩性差异及差异风化的产物,而是同源物质经历化学风化过程中元素分馏的结果。2)地球化学分析、磁学分析和粘粒级矿物组成分析一致表明,白网纹与红基质在铁含量、铁氧化物形态、铁矿物类型方面存在明显差异。白网纹与红基质相比,全铁含量(4.30%)低于红基质(8.63%);Fe^3+/Fe^2+比值(40.66)低于红基质(90.95);游离铁量及游离度(7.01 g/kg,32.96%)低于红基质(76.21 g/kg,77.52%);铁活化度和晶胶率(25.31%,37.77%)高于红基质(8.77%,9.69%);赤铁矿和针铁矿含量极少,这充分表明白网纹局部存在明显的铁淋失。3)白网纹局部脱色机制主要受控于赤铁矿及其转化,红基质主导矿物为赤铁矿,并含有一定的磁赤铁矿和针铁矿,而白网纹则不含磁赤铁矿,赤铁矿含量也极少。此外高岭石含量也是影响色浅的因素之一,白网纹蛭石、高岭石含量(20.24%和45.08%)均略高于红基质(11.45%和41.82%)。4)赤铁矿的富集、局部铁迁移的特点,整体上指示高温、中强程度化学风化和季节性多水的环境。这在一定程度上暗示网纹红土形成时期气候高温多雨,且季节性反差增强。