黃河口潮間帶沉積物微團(tuán)聚體形成機(jī)理及其穩(wěn)定性試驗(yàn)研究.pdf

1、土是由固、液、氣三相組成、具有一定結(jié)構(gòu)形式的復(fù)雜體系。土的性質(zhì)除決定于土的三相組成外，還受制于土的結(jié)構(gòu)。團(tuán)聚體是土體的最基本結(jié)構(gòu)單元，土體的穩(wěn)定性實(shí)際上是土體結(jié)構(gòu)單元性質(zhì)的綜合體現(xiàn)，而結(jié)構(gòu)單元又在很大程度上取決于土粒集合體甚至于更小的單粒礦物的性質(zhì)，團(tuán)聚體的大小、形狀、級配等都對土體的宏觀物理力學(xué)性質(zhì)有著十分重要的影響，并且在一定程度上影響著土體的工程地質(zhì)性質(zhì)。研究黃河口沉積物團(tuán)聚體形成機(jī)理和穩(wěn)定性對海岸工程的保護(hù)有一定的理論意義和實(shí)際

2、應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也可以為研究沉積物的工程性質(zhì)提供參考。很多學(xué)者在土壤學(xué)上開展了對團(tuán)聚體的研究，并且取得了一定的研究成果，而在工程地質(zhì)上的研究很少，幾乎沒有人對黃河口沉積物的團(tuán)聚體狀況進(jìn)行研究，本論文主要對黃河口沉積物團(tuán)聚體的組成和穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，主要得出以下結(jié)論： (1)黃河口沉積物形成的微團(tuán)聚體，多團(tuán)聚成0.01～0.05mm的粉粒微團(tuán)聚體，其平均含量在80％以上，高于黃土高原相應(yīng)微團(tuán)聚體的含量。在影響黃河口沉積物微團(tuán)聚性的因

3、素中，有機(jī)質(zhì)的含量平均值在0.4％左右；碳酸鹽含量，大約在8％左右；沉積物的pH值為8.90，呈弱堿性。觀察沉積物的微觀結(jié)構(gòu)，沉積物中黏粒多呈微團(tuán)聚體形式存在，有少量黏粒呈絮凝狀黏結(jié)在一起或直接膠結(jié)在骨架顆粒上形成微團(tuán)聚體。 (2)對團(tuán)聚體形成機(jī)理的研究，得出：有機(jī)質(zhì)和高價(jià)陽離子聯(lián)合作用對團(tuán)聚體表現(xiàn)出較好的團(tuán)聚作用，單獨(dú)的增加黏粒含量并沒有起到預(yù)想的粘結(jié)作用，有機(jī)質(zhì)在以高價(jià)陽離子為架橋的作用下與黏粒連接，從而將黏粒團(tuán)聚在一起，形

4、成大粒級的微團(tuán)聚體，團(tuán)聚體形成的實(shí)質(zhì)是黏粒通過多價(jià)金屬陽離子的連接而吸附極性有機(jī)分子的過程；沉積物中加入電解質(zhì)，細(xì)顆粒的團(tuán)聚體在靜電引力或者范德華引力作用下被凝聚成較大粒級的微團(tuán)聚體，Ca2+與Na+相比，Ca2+對團(tuán)聚體有更好的團(tuán)聚作用；在微團(tuán)聚體形成之初，單粒由碳酸鈣膠結(jié)而成小粒徑的微團(tuán)聚體，這些小粒徑的微團(tuán)聚體經(jīng)過碳酸鈣的進(jìn)一步膠結(jié)成為大粒級的微團(tuán)聚體。 (3)膠結(jié)物質(zhì)對團(tuán)聚體水穩(wěn)性的影響表現(xiàn)在： 有機(jī)質(zhì)在鈣離子的

5、“架橋”作用下，與黏粒連接，增大了顆粒間的連接力，從而使水穩(wěn)定性增強(qiáng)；細(xì)顆粒團(tuán)聚體在電解質(zhì)的靜電引力和范德華引力作用下，相互連接，加大了顆粒間的連接力；黏土顆粒比表面積很大，從而粒間作用力也很大，加大了團(tuán)聚體的水穩(wěn)定性；碳酸鹽屬于非溶性次生礦物，使顆粒間的連接增強(qiáng)，從而使團(tuán)聚體的水穩(wěn)定性增強(qiáng)。 (4)對團(tuán)聚體力學(xué)穩(wěn)定性的研究得出以下結(jié)論： 各種膠結(jié)物質(zhì)對于團(tuán)聚體力學(xué)穩(wěn)定性的影響和對水穩(wěn)定性的影響相同，但出現(xiàn)一些特殊情況。