氧化鐵膠體對崩崗?fù)馏w抗剪特性的影響.pdf

1、崩崗?fù)寥乐泻械挠坞x氧化鐵膠體是影響土體抗剪強(qiáng)度變化的因素之一，這是由于其與粘土礦物的交互作用使得土壤顆粒間具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。本文通過三軸剪切試驗(yàn)研究崩崗三個土層（紅土層、砂土層、碎屑層）的土體中含有不同量氧化鐵膠體時，各土層試樣的抗剪強(qiáng)度變化情況及發(fā)生這樣變化的原因。試驗(yàn)過程設(shè)置的四個氧化鐵含量梯度的試樣分別為空白試樣、去除1/3Fed試樣、去除2/3Fed試樣和完全去除Fed試樣，并從土體去除游離氧化鐵膠體前后理化性質(zhì)的改變、微觀

2、電鏡掃描等方面分析引起土體抗剪強(qiáng)度的因素。經(jīng)過試驗(yàn)研究，主要結(jié)果如下：
　?。?）經(jīng)過DCB法去除游離氧化鐵后，三個土層中的粘粒含量都出現(xiàn)明顯的增加，而大顆粒含量則有明顯的減少情況，其中紅土層變化最為明顯。這是由于DCB處理后，大顆粒吸附的氧化鐵與粘土礦物交互形成的團(tuán)聚體被破壞，將原先吸附在粗顆粒表面的粘粒釋放出來，成為粘粒的組成部分，使粘粒含量增加。
　?。?）氧化鐵膠體的微觀膠結(jié)作用是土壤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的保證之一。由于針鐵礦與

3、高嶺土之間生成了氫鍵和靜電引力，在SEM圖下，土壤中游離氧化鐵主要以“橋”或者“包膜”的形式與粘土礦物等顆粒之間形成聯(lián)結(jié)狀態(tài)并生成顆粒間引力，使之形成團(tuán)聚體顆粒。由于團(tuán)聚體會嵌入孔隙中，增大接觸面的滑動摩擦力，也使大孔隙被填成小孔隙，孔隙度減小，使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。而當(dāng)氧化鐵膠體被去除后，膠結(jié)氫鍵出現(xiàn)斷裂，導(dǎo)致氧化鐵膠體與粘土礦物的膠結(jié)氫鍵斷裂、顆粒間引力消失、聯(lián)結(jié)狀態(tài)被破壞，團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)被破壞，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降。
　?。?）從總體上分析可

4、以得出：試樣的抗剪強(qiáng)度為隨著含水率的增加而減小，而完全去除Fed試樣的抗剪強(qiáng)度卻是隨著含水率的增加，抗剪強(qiáng)度先增大后減小，說明了在不同含水率下，氧化鐵膠體可通過影響顆粒的形態(tài)特征、排列組合結(jié)構(gòu)、孔隙度等因素，使土壤的抗剪強(qiáng)度發(fā)生改變。而氧化鐵膠體主要是通過改變土體的粘聚力與內(nèi)摩擦角的大小而改變土壤的抗剪強(qiáng)度。在含水率一定時，三個土層試樣的粘聚力和內(nèi)摩擦角值隨試樣中含有去除氧化鐵膠體土樣比重的增大而呈減小的趨勢，但完全去除試樣中由于粘粒被

5、完全的釋放，粘粒吸附水分能力增強(qiáng)，毛細(xì)粘聚力增加，并且顆粒結(jié)構(gòu)一致孔隙度較小，易形成分子間的引力，使部分試樣在適宜的條件下粘聚力上升。
　?。?）氧化鐵膠體與粘土礦物的膠結(jié)作用對崩崗?fù)馏w的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度具有重大作用。由土體的偏應(yīng)力峰值變化情況表明：隨著試樣中氧化鐵膠體含量的減少，空白試樣、去除1/3Fed試樣、去除2/3Fed試樣、完全去除Fed試樣的抗剪強(qiáng)度值總體上呈下降的趨勢。但是下降趨勢并非都是逐漸下降，而是與游離氧化鐵膠體的發(fā)揮