理论教育 土的成因及特征-工程地质(第3版)

土的成因及特征-工程地质(第3版)

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:土体按地质成因可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土。这类土颗粒的矿物成分仍与原来的母岩相同,称为原生矿物。虽然物理风化后的土可以当成只是颗粒大小上量的变化,但是这种量变的积累结果使原来的大块岩体获得了新的性质,变成了碎散的颗粒。化学风化的结果,形成十分细微的土颗粒以及大量的可溶性盐类。

土的成因及特征-工程地质(第3版)

岩石经过风化(物理风化、化学风化、生物风化)、剥蚀等作用会形成颗粒大小不等的岩石碎块或矿物颗粒,这些岩石碎屑物质在重力作用、流水作用、风力吹扬作用、冰川作用及其他外力作用下被搬运到别处,在适当的条件下沉积成各种类型的土体。所以土是母岩在风化作用后在原地或经搬运作用在异地的各种地质环境下形成的堆积物。土体按地质成因可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土。实际上在土粒被河流等搬运的过程中,颗粒大小、形状及矿物成分进一步变化细分,并在沉积过程中常因沉积分异作用而使土在成分、结构、构造和性质上表现出有规律的变化。第四纪土层具有下列基本特性:

(1)土的分选性

岩石被风化后,有一些残留在原地堆积的称为残积土,基本保留原岩的矿物成分;另外一些大颗粒的搬运到山坡下沉积成为坡积土,多为角砾状,其磨圆度差;粗颗粒的被流水带走在中下游沉积成为洪积土,多为圆砾状,其磨圆度一般;细颗粒的被流水带到更远的下游沉积成为淤积土。

(2)土的碎散性

物理风化是指岩石和土的粗颗粒受风、霜、雨、雪的侵蚀,温度、湿度的变化,不均匀膨胀和收缩,使岩石产生裂隙,崩解为碎块。这种风化作用只改变颗粒的大小与形状,不改变矿物成分。由物理风化生成的多为粗颗粒土,如碎石、卵石、砾石、砂土等,呈松散状态,统称无黏性土。这类土颗粒的矿物成分仍与原来的母岩相同,称为原生矿物。虽然物理风化后的土可以当成只是颗粒大小上量的变化,但是这种量变的积累结果使原来的大块岩体获得了新的性质,变成了碎散的颗粒。颗粒之间存在着大量的孔隙,可以透水和透气。

(3)土的三相体系(www.daowen.com)

化学风化是指岩石碎屑与水、氧气和二氧化碳等物质接触反应而发生的变化,它改变了原来的矿物成分,形成了新的矿物,也称次生矿物。化学风化的作用有:水解作用、水化作用、氧化作用、溶解作用、碳酸化作用等。化学风化的结果,形成十分细微的土颗粒以及大量的可溶性盐类。微细颗粒的表面积很大,具有吸附水分子的能力,具有黏聚力,如黏土、粉质黏土等。因此,自然界的土,一般都是由固体颗粒、水和气体3种成分构成。

(4)土的自然变异性

在自然界中,土的各种风化作用时刻都在进行,而且各种风化作用相互交替。由于形成过程的自然条件不同,自然界的土也就多种多样。同一场地,不同深度处土的性质也不一样,即使同一位置的土,其性质也往往随方向而异。例如沉积土往往竖直方向的透水性小,水平方向的透水性大。因此,土是自然界漫长的地质年代内所形成的性质复杂、不均匀、各向异性且随时间不断变化的材料。

(5)土的压缩性

由于各种土的形成地质年代先后次序不同,所以其自重应力、后期固结压力及受到后期地质作用的方式不同,因此各种土均是随时间不断固结的,土的压缩性也是不断变化的。

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