岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (S1): 237-244.doi: 10.16285/j.rsm.2021.1908

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

分散土分散性影响因素及其判别方法初探

刘杰1, 2，崔瑜瑜1, 3，卢正1, 2，姚海林1   

  1. 1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071；2. 中国科学院武汉岩土力学研究所 湖北省环境岩土工程重点实验室，湖北 武汉 430071；3. 中国科学院大学，北京 100049
  • 收稿日期:2021-11-11 修回日期:2022-01-05 出版日期:2022-06-30 发布日期:2022-07-14
  • 作者简介:刘杰，女，1983年生，博士，副研究员，主要从事特殊土长期性能衰变机制及处治技术方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金（No.42077261，No.42077262，No.41672312）。

Preliminary study on influencing factors and discrimination methods of dispersity of dispersive clay

LIU Jie1, 2, CUI Yu-yu1, 3, LU Zheng1, 2, YAO Hai-lin1   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 2. Hubei Key Laboratory of Geo-Environmental Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
  • Received:2021-11-11 Revised:2022-01-05 Online:2022-06-30 Published:2022-07-14
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(42077261, 42077262, 41672312).

PDF (Chinese)

140

摘要： 分散土遇水分散的特性是造成分散土地区堤坝、渠道边坡、道路边坡被冲蚀和管涌破坏等的重要原因，开展土体分散性判别工作是分散土地区进行工程建设的重要前提。首先通过针孔试验、碎块试验等对分散土进行判别，随后基于扫描电镜、X衍射等试验，研究分散土的分散机制及微观结构，分析土体分散的主次要影响因素。针对标准吸湿含水率与土体矿物成分蒙脱石含量具有较强线性关系的情况，大数据总结典型分散性黏土的蒙脱石含量与pH值分布特点，提出基于标准吸湿含水率+pH值测试的土体分散性的综合判别法，并给出相应的判别指标及判别程序，最后采用工程实例进行了验证。结果表明：具有一定的蒙脱石含量以及较高的pH值赋存环境是土体具备分散性的物质基础和环境保障；若土体中的蒙脱石含量≥10%且pH≥8.5，则可判断为分散土；不在此区间的土料仍需采用土的分散性判别方法及野外调查结果来综合判断土的分散性。

关键词: 分散土, 分散机制, 蒙脱石, 标准吸湿含水率, pH值

Abstract: The dispersity of dispersive clay in water is essential for the erosion and piping damage of dikes, channel slopes, and road slopes in dispersed land areas, and the discrimination of soil dispersion is prerequisite for engineering construction in dispersed land areas. In this paper, the tests such as pinhole test and crumb test are conducted to determine the dispersity of soil samples, then scanning electron microscope and X-ray diffraction are carried out to study the dispersion mechanism and microstructure of dispersive clay, and the primary and secondary influencing factors of soil dispersion are analyzed. Because of the strong linear relationship between the standard hygroscopic moisture content and the montmorillonite content of soil mineral composition, the distribution characteristics of montmorillonite content and pH value of typical dispersive clay are summarized by big data, a comprehensive discrimination method of soil dispersion based on the standard hygroscopic moisture content + pH value test is proposed, and the corresponding discrimination indices and discrimination procedures are given. Finally, it is verified with an engineering example. The results show that the existing environment with certain montmorillonite content and high pH value is the material basis and environmental guarantee for the dispersity of soil mass. If the requirements of montmorillonite content ≥ 10% and pH ≥ 8.5, the soil can be judged as dispersive clay; for soils out of this range, soil dispersity should be comprehensively judged in combination with the determination of dispersity of soil and field investigation results.

Key words: dispersive clay, dispersion mechanism, montmorillonite, standard hygroscopic moisture content, pH value

中图分类号: 

  • TU 411.2
[1] 秦爱芳, 胡宏亮. 碱性溶液饱和高庙子钙基膨润土膨胀特性及预测[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 123-131.
[2] 谈云志, 柯睿, 陈君廉, 吴军, 邓永锋. 碱溶液预降解淤泥有机质的效果与机制讨论[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1567-1572.
[3] 尹黎阳, 唐朝生, 谢约翰, 吕超, 蒋宁俊, 施斌, . 微生物矿化作用改善岩土材料性能的影响因素[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2525-2546.
[4] 徐云山, 孙德安, 曾召田, 吕海波, . 膨润土热传导性能时效性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4324-4330.
[5] 刘 剑，崔 鹏, . 水土化学作用对土体黏聚力的影响 ——以蒙脱石-石英砂重塑土为例[J]. , 2017, 38(2): 419-427.
[6] 刘 鹏，刘俊新，冒海军，杨仲田，刘 伟，巫尚蔚，王文清,. γ辐照老化对高庙子天然钠基膨润土力学强度和变形特性影响研究[J]. , 2017, 38(10): 2949-2956.
[7] 孙文静，刘仕卿，孙德安，魏振飞. 掺砂率对膨润土与砂混合物膨胀特性的影响[J]. , 2016, 37(6): 1642-1648.
[8] 张 涛，蔡国军，刘松玉，李军海，接道波，. 工业副产品木质素改良路基粉土的微观机制研究[J]. , 2016, 37(6): 1665-1672.
[9] 张 龙 ，孙德安 ，刘月妙，. 两种高庙子钠基膨润土膨胀特性比较研究[J]. , 2016, 37(12): 3447-3454.
[10] 黄 明，詹金武. 酸碱溶液环境中软岩的崩解试验及能量耗散特征研究[J]. , 2015, 36(9): 2607-2612.
[11] 刘新荣 ，张 梁 ，傅 晏，. 酸性环境干湿循环对泥质砂岩力学特性影响的试验研究[J]. , 2014, 35(S2): 45-52.
[12] 赵高文 ，樊恒辉 ，陈 华 ，路立娜 ，石 美， . 基于黏性土分散机制的分散性土化学改性研究[J]. , 2013, 34(S2): 210-213.
[13] 章定文，曹智国. 工业废渣加固土强度特性[J]. , 2013, 34(S1): 54-59.
[14] 车东日 罗春泳 沈水龙 . 水泥混合上海黏土pH值和电导率与强度特性研究[J]. , 2012, 33(12): 3611-.
[15] 刘向君，袁书龙，刘 洪，吴小林. 溶液矿化度及加量对钠-蒙脱石晶间距的影响研究[J]. , 2011, 32(1): 137-140.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 姚仰平，侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[3] 向天兵，冯夏庭，陈炳瑞，江 权，张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[4] 石玉玲，门玉明，彭建兵，黄强兵，刘洪佳. 地裂缝对不同结构形式桥梁桥面的破坏试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2917 -2922 .
[5] 夏栋舟，何益斌，刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[6] 徐速超，冯夏庭，陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[7] 张力霆，齐清兰，魏静，霍倩，周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[8] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[9] 易 俊，姜永东，鲜学福，罗 云，张 瑜. 声场促进煤层气渗流的应力-温度-渗流压力场的流固动态耦合模型[J]. , 2009, 30(10): 2945 -2949 .
[10] 陶干强，杨仕教，任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发