水土作用模式下區(qū)域性紅粘土的物理性質試驗分析

王海湘+++蒙東林++張金團++羅金連

摘 要：文章以蓬萊地區(qū)的紅粘土為研究對象，通過資料分析和土工試驗等，對蓬萊紅粘土的特性進行研究，得出結論為：①土層厚度分布特性主要為西南薄東北厚，從地表到地下90cm處，土的濕密度逐漸變小，超過地下90cm深度越往下土的濕密度越大；②土中含水率為29.4%～42.7%，從表層30cm開始至地下180cm，越往地下土的含水率越大；③土粒比重值都集中在0.619～0.639之間，土粒相對較均勻。

關鍵詞：水土作用；紅粘土；物理性質；試驗分析

1 引 言

紅粘土是由碳酸鹽巖在熱帶、亞熱帶濕熱氣候條件下經過物理、化學風化和紅土化作用而形成的一種呈褐紅、棕紅等顏色的高塑性粘土[1]。紅粘土屬于區(qū)域性土體，主要分布在我國南方地區(qū)，比如海南、廣西、貴州和云南等地區(qū)。海南廣泛分布的紅粘土，主要為花崗巖和玄武巖殘積紅粘土，其中花崗巖占全島面積的39.97 %，分布在島的南部和東南部；而玄武巖面積占全島的27.30%[2]。近半個世紀以來，紅粘土的工程性質一直是工程界研究的熱點內容之一。隨著國內西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，在西南、華南等紅粘土分部地區(qū)工程項目建設力度不斷加大，在工程建設項目中出現(xiàn)的種種工程地質事故導致建筑物沉降、失穩(wěn)和傾斜等問題，加深了研究人員對紅粘土的研究。

蓬萊位于海南省文昌市西南部，地理位置相對較偏僻，屬低丘陵地，區(qū)域的建筑多為磚混結構和普通瓦房，根據(jù)課題組調研獲悉該區(qū)域部分建筑物出現(xiàn)沉降、失穩(wěn)和傾斜等問題。為了進一步研究該區(qū)域紅粘土在水土作用模式下的物理特性，解決建筑物沉降、失穩(wěn)和傾斜等問題，課題組收集了蓬萊地區(qū)的土體形成環(huán)境、氣候條件、地形地貌等資料進行理論分析，并對高金、昌城、邊寨、大山、上同、松田和石壁水庫等典型土體進行采樣并做試驗研究。

2 蓬萊紅粘土形成環(huán)境及外觀特點

2.1紅粘土形成環(huán)境

蓬萊位于海南省東南部，氣候特點為雨量多，濕度大，日照充足，氣候溫和，土地總面積為121平方公里，總人口1.8萬人，地勢西南高東北低，大部分為低丘陵地，平均海拔約150米，土體主要為玄武巖殘積紅粘土。晚第三紀中—上新世玄武巖在文昌蓬萊地區(qū)大面積分布[3]。該區(qū)域礦產資源豐富，現(xiàn)已探查的有玄武巖、紅（藍）寶石、鋁礦、鈷等礦藏，有全省最大的石料供應基地。隨著外部環(huán)境的不斷變化，紅粘土呈現(xiàn)出的特性獨具特色，對該區(qū)域生活和生產建設帶來了較大的影響。

2.2 紅粘土的外觀特點

蓬萊獨特的地理位置及特有的氣象環(huán)境決定了該區(qū)域的紅粘土與其他區(qū)域有所區(qū)別，其未受擾動部分土體面層較致密，土體呈塊狀分布，里層土體結構較密實，呈蠕狀，空隙內有大量小顆粒；受擾動后土體面層較疏松，土體整體性較差，呈蜂窩和絮狀結構。該區(qū)域紅粘土的顏色主要呈紅褐色、紅棕色、紅黃色（圖1）。紅粘土受擾動后（圖1a），土體呈松散狀態(tài)，整體結構性較差，顆粒間的孔隙比大，壓縮性較強，穩(wěn)定性弱。土體經過雨水及自然流水沖刷后未經搬運的殘積土（圖1b），由風化作用而形成的碎屑物質，土粒大小分布不均勻，較堅硬，強度相對較高。由于蓬萊地區(qū)地下水較豐富，有大量紅粘土處于地下水位以下，處于地下水中的土體性質較特別，土體整體較疏松，較飽和，含沙量較大，粘性相對較弱（圖1c為基坑開挖時從地下水位以下挖出的土體）。常規(guī)狀態(tài)下的紅粘土粘性較強，土粒較細，孔隙比較小，壓縮性較弱（圖1d為常規(guī)紅粘土剖面圖）。

4 結 語

通過對文昌蓬萊地區(qū)紅粘土物理性質試驗研究發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)紅粘土在水土作用模式下表現(xiàn)出以下幾個特點：①土層厚度分布特性主要為西南薄東北厚，從地表到地下90cm處，土的濕密度逐漸變小，而超過地下90cm深度越往下土的濕密度越大；②土中含水率為29.4%～42.7%，從表層30cm開始至地下180cm，越往地下土的含水率越大；③土粒比重值都集中在0.619～0.639之間，土粒相對較均勻。

參考文獻：

[1] 王英輝，聶慶科，張全秀，梁書奇.廣西靖西紅粘土的變形和強度特性研究[J].工程地質學報，2009（4）：551-556.

[2] 李光范，夏小兵，楊舒.海口靈山紅粘土改進Duncun-Chang模型研究[J].路基工程，2011（4）：104-106.

[3] 孫謙.瓊北第四紀火山活動與巖漿演化[博士學位論文D].北京：中國地震局地質研究所，2003.

[4] 金耀華等.土力學與地基基礎[M]，武漢：華中科技大學出版社，2013.09：41.

[5] 金耀華等.土力學與地基基礎[M]，武漢：華中科技大學出版社，2013.09：107.

[6] 賀 ，廖義玲，閆建，劉祥洋.貴州紅粘土的含水性及指標特性探討[J].水文地質工程地質，2009（2）：104-111.

[7] 王伍軍，丁堅平，陳筠.紅粘土土洞的形成及其電探異常特征的研究[J].貴州科學，1997（1）：21-26.

[8] 袁莉明.巖溶地區(qū)土洞的發(fā)育機制及治理[J].土工基礎，2002（16）：5-6.endprint

摘 要：文章以蓬萊地區(qū)的紅粘土為研究對象，通過資料分析和土工試驗等，對蓬萊紅粘土的特性進行研究，得出結論為：①土層厚度分布特性主要為西南薄東北厚，從地表到地下90cm處，土的濕密度逐漸變小，超過地下90cm深度越往下土的濕密度越大；②土中含水率為29.4%～42.7%，從表層30cm開始至地下180cm，越往地下土的含水率越大；③土粒比重值都集中在0.619～0.639之間，土粒相對較均勻。

關鍵詞：水土作用；紅粘土；物理性質；試驗分析

1 引 言

紅粘土是由碳酸鹽巖在熱帶、亞熱帶濕熱氣候條件下經過物理、化學風化和紅土化作用而形成的一種呈褐紅、棕紅等顏色的高塑性粘土[1]。紅粘土屬于區(qū)域性土體，主要分布在我國南方地區(qū)，比如海南、廣西、貴州和云南等地區(qū)。海南廣泛分布的紅粘土，主要為花崗巖和玄武巖殘積紅粘土，其中花崗巖占全島面積的39.97 %，分布在島的南部和東南部；而玄武巖面積占全島的27.30%[2]。近半個世紀以來，紅粘土的工程性質一直是工程界研究的熱點內容之一。隨著國內西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，在西南、華南等紅粘土分部地區(qū)工程項目建設力度不斷加大，在工程建設項目中出現(xiàn)的種種工程地質事故導致建筑物沉降、失穩(wěn)和傾斜等問題，加深了研究人員對紅粘土的研究。

蓬萊位于海南省文昌市西南部，地理位置相對較偏僻，屬低丘陵地，區(qū)域的建筑多為磚混結構和普通瓦房，根據(jù)課題組調研獲悉該區(qū)域部分建筑物出現(xiàn)沉降、失穩(wěn)和傾斜等問題。為了進一步研究該區(qū)域紅粘土在水土作用模式下的物理特性，解決建筑物沉降、失穩(wěn)和傾斜等問題，課題組收集了蓬萊地區(qū)的土體形成環(huán)境、氣候條件、地形地貌等資料進行理論分析，并對高金、昌城、邊寨、大山、上同、松田和石壁水庫等典型土體進行采樣并做試驗研究。

2 蓬萊紅粘土形成環(huán)境及外觀特點

2.1紅粘土形成環(huán)境

蓬萊位于海南省東南部，氣候特點為雨量多，濕度大，日照充足，氣候溫和，土地總面積為121平方公里，總人口1.8萬人，地勢西南高東北低，大部分為低丘陵地，平均海拔約150米，土體主要為玄武巖殘積紅粘土。晚第三紀中—上新世玄武巖在文昌蓬萊地區(qū)大面積分布[3]。該區(qū)域礦產資源豐富，現(xiàn)已探查的有玄武巖、紅（藍）寶石、鋁礦、鈷等礦藏，有全省最大的石料供應基地。隨著外部環(huán)境的不斷變化，紅粘土呈現(xiàn)出的特性獨具特色，對該區(qū)域生活和生產建設帶來了較大的影響。

2.2 紅粘土的外觀特點

蓬萊獨特的地理位置及特有的氣象環(huán)境決定了該區(qū)域的紅粘土與其他區(qū)域有所區(qū)別，其未受擾動部分土體面層較致密，土體呈塊狀分布，里層土體結構較密實，呈蠕狀，空隙內有大量小顆粒；受擾動后土體面層較疏松，土體整體性較差，呈蜂窩和絮狀結構。該區(qū)域紅粘土的顏色主要呈紅褐色、紅棕色、紅黃色（圖1）。紅粘土受擾動后（圖1a），土體呈松散狀態(tài)，整體結構性較差，顆粒間的孔隙比大，壓縮性較強，穩(wěn)定性弱。土體經過雨水及自然流水沖刷后未經搬運的殘積土（圖1b），由風化作用而形成的碎屑物質，土粒大小分布不均勻，較堅硬，強度相對較高。由于蓬萊地區(qū)地下水較豐富，有大量紅粘土處于地下水位以下，處于地下水中的土體性質較特別，土體整體較疏松，較飽和，含沙量較大，粘性相對較弱（圖1c為基坑開挖時從地下水位以下挖出的土體）。常規(guī)狀態(tài)下的紅粘土粘性較強，土粒較細，孔隙比較小，壓縮性較弱（圖1d為常規(guī)紅粘土剖面圖）。

4 結 語

通過對文昌蓬萊地區(qū)紅粘土物理性質試驗研究發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)紅粘土在水土作用模式下表現(xiàn)出以下幾個特點：①土層厚度分布特性主要為西南薄東北厚，從地表到地下90cm處，土的濕密度逐漸變小，而超過地下90cm深度越往下土的濕密度越大；②土中含水率為29.4%～42.7%，從表層30cm開始至地下180cm，越往地下土的含水率越大；③土粒比重值都集中在0.619～0.639之間，土粒相對較均勻。

參考文獻：

[1] 王英輝，聶慶科，張全秀，梁書奇.廣西靖西紅粘土的變形和強度特性研究[J].工程地質學報，2009（4）：551-556.

[2] 李光范，夏小兵，楊舒.?？陟`山紅粘土改進Duncun-Chang模型研究[J].路基工程，2011（4）：104-106.

[3] 孫謙.瓊北第四紀火山活動與巖漿演化[博士學位論文D].北京：中國地震局地質研究所，2003.

[4] 金耀華等.土力學與地基基礎[M]，武漢：華中科技大學出版社，2013.09：41.

[5] 金耀華等.土力學與地基基礎[M]，武漢：華中科技大學出版社，2013.09：107.

[6] 賀 ，廖義玲，閆建，劉祥洋.貴州紅粘土的含水性及指標特性探討[J].水文地質工程地質，2009（2）：104-111.

[7] 王伍軍，丁堅平，陳筠.紅粘土土洞的形成及其電探異常特征的研究[J].貴州科學，1997（1）：21-26.

[8] 袁莉明.巖溶地區(qū)土洞的發(fā)育機制及治理[J].土工基礎，2002（16）：5-6.endprint

摘 要：文章以蓬萊地區(qū)的紅粘土為研究對象，通過資料分析和土工試驗等，對蓬萊紅粘土的特性進行研究，得出結論為：①土層厚度分布特性主要為西南薄東北厚，從地表到地下90cm處，土的濕密度逐漸變小，超過地下90cm深度越往下土的濕密度越大；②土中含水率為29.4%～42.7%，從表層30cm開始至地下180cm，越往地下土的含水率越大；③土粒比重值都集中在0.619～0.639之間，土粒相對較均勻。

關鍵詞：水土作用；紅粘土；物理性質；試驗分析

1 引 言

紅粘土是由碳酸鹽巖在熱帶、亞熱帶濕熱氣候條件下經過物理、化學風化和紅土化作用而形成的一種呈褐紅、棕紅等顏色的高塑性粘土[1]。紅粘土屬于區(qū)域性土體，主要分布在我國南方地區(qū)，比如海南、廣西、貴州和云南等地區(qū)。海南廣泛分布的紅粘土，主要為花崗巖和玄武巖殘積紅粘土，其中花崗巖占全島面積的39.97 %，分布在島的南部和東南部；而玄武巖面積占全島的27.30%[2]。近半個世紀以來，紅粘土的工程性質一直是工程界研究的熱點內容之一。隨著國內西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，在西南、華南等紅粘土分部地區(qū)工程項目建設力度不斷加大，在工程建設項目中出現(xiàn)的種種工程地質事故導致建筑物沉降、失穩(wěn)和傾斜等問題，加深了研究人員對紅粘土的研究。

蓬萊位于海南省文昌市西南部，地理位置相對較偏僻，屬低丘陵地，區(qū)域的建筑多為磚混結構和普通瓦房，根據(jù)課題組調研獲悉該區(qū)域部分建筑物出現(xiàn)沉降、失穩(wěn)和傾斜等問題。為了進一步研究該區(qū)域紅粘土在水土作用模式下的物理特性，解決建筑物沉降、失穩(wěn)和傾斜等問題，課題組收集了蓬萊地區(qū)的土體形成環(huán)境、氣候條件、地形地貌等資料進行理論分析，并對高金、昌城、邊寨、大山、上同、松田和石壁水庫等典型土體進行采樣并做試驗研究。

2 蓬萊紅粘土形成環(huán)境及外觀特點

2.1紅粘土形成環(huán)境

蓬萊位于海南省東南部，氣候特點為雨量多，濕度大，日照充足，氣候溫和，土地總面積為121平方公里，總人口1.8萬人，地勢西南高東北低，大部分為低丘陵地，平均海拔約150米，土體主要為玄武巖殘積紅粘土。晚第三紀中—上新世玄武巖在文昌蓬萊地區(qū)大面積分布[3]。該區(qū)域礦產資源豐富，現(xiàn)已探查的有玄武巖、紅（藍）寶石、鋁礦、鈷等礦藏，有全省最大的石料供應基地。隨著外部環(huán)境的不斷變化，紅粘土呈現(xiàn)出的特性獨具特色，對該區(qū)域生活和生產建設帶來了較大的影響。

2.2 紅粘土的外觀特點

蓬萊獨特的地理位置及特有的氣象環(huán)境決定了該區(qū)域的紅粘土與其他區(qū)域有所區(qū)別，其未受擾動部分土體面層較致密，土體呈塊狀分布，里層土體結構較密實，呈蠕狀，空隙內有大量小顆粒；受擾動后土體面層較疏松，土體整體性較差，呈蜂窩和絮狀結構。該區(qū)域紅粘土的顏色主要呈紅褐色、紅棕色、紅黃色（圖1）。紅粘土受擾動后（圖1a），土體呈松散狀態(tài)，整體結構性較差，顆粒間的孔隙比大，壓縮性較強，穩(wěn)定性弱。土體經過雨水及自然流水沖刷后未經搬運的殘積土（圖1b），由風化作用而形成的碎屑物質，土粒大小分布不均勻，較堅硬，強度相對較高。由于蓬萊地區(qū)地下水較豐富，有大量紅粘土處于地下水位以下，處于地下水中的土體性質較特別，土體整體較疏松，較飽和，含沙量較大，粘性相對較弱（圖1c為基坑開挖時從地下水位以下挖出的土體）。常規(guī)狀態(tài)下的紅粘土粘性較強，土粒較細，孔隙比較小，壓縮性較弱（圖1d為常規(guī)紅粘土剖面圖）。

4 結 語

通過對文昌蓬萊地區(qū)紅粘土物理性質試驗研究發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)紅粘土在水土作用模式下表現(xiàn)出以下幾個特點：①土層厚度分布特性主要為西南薄東北厚，從地表到地下90cm處，土的濕密度逐漸變小，而超過地下90cm深度越往下土的濕密度越大；②土中含水率為29.4%～42.7%，從表層30cm開始至地下180cm，越往地下土的含水率越大；③土粒比重值都集中在0.619～0.639之間，土粒相對較均勻。

參考文獻：

[1] 王英輝，聶慶科，張全秀，梁書奇.廣西靖西紅粘土的變形和強度特性研究[J].工程地質學報，2009（4）：551-556.

[2] 李光范，夏小兵，楊舒.?？陟`山紅粘土改進Duncun-Chang模型研究[J].路基工程，2011（4）：104-106.

[3] 孫謙.瓊北第四紀火山活動與巖漿演化[博士學位論文D].北京：中國地震局地質研究所，2003.

[4] 金耀華等.土力學與地基基礎[M]，武漢：華中科技大學出版社，2013.09：41.

[5] 金耀華等.土力學與地基基礎[M]，武漢：華中科技大學出版社，2013.09：107.

[6] 賀 ，廖義玲，閆建，劉祥洋.貴州紅粘土的含水性及指標特性探討[J].水文地質工程地質，2009（2）：104-111.

[7] 王伍軍，丁堅平，陳筠.紅粘土土洞的形成及其電探異常特征的研究[J].貴州科學，1997（1）：21-26.

[8] 袁莉明.巖溶地區(qū)土洞的發(fā)育機制及治理[J].土工基礎，2002（16）：5-6.endprint