土体微观结构研究进展
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湿陷性黄土的工程性质㈠黄土的基本物理化学性质粒度成分:粒度组成之不同粒径的颗粒在沉积物中所占的比例,通常采用重较明显的关系。
一般情况下,干重度小,孔隙比大时,湿陷性强,反之,干重度大,孔隙比小时,湿陷性弱。
一般来说,在某一定值压力作用下,黄土的孔隙比越大,湿陷性系数也越大。
黄土孔隙比与黄土湿陷性的定量关系仍是需要研究的问题。
含水量:黄土的天然含水量与孔隙比一样是反应黄土的压缩性和湿陷性的非常灵敏的物理性质指标。
黄土的化学性质:黄土的化学性质对黄土力学与工程性质有一定的影响,主要包括黄土的矿物成分、化学成分和成岩作用。
Ⅰ矿物成分黄土的矿物成分包括粗矿物成分(>0.005mm)和粘土矿物成分(<0.005mm)。
Ⅱ化学成分西北地区湿陷性黄土的化学成分中,以SiO2及Al2O3和Fe2O2含量高,是黄土中的主要成分,它们与黄土中的石英和长石等含量高有关。
Ⅲ可溶盐类黄土中可溶盐类主要有以下三类:①易溶盐类,包括氯化物盐类易溶的硫酸盐及碳酸盐等;②中溶盐类,以石膏为代表;③难溶盐类,主要为碳酸钙。
黄土中的水溶盐类含量的多少,对黄土的工程性质有很大的影响。
成岩作用:黄土在原始物质堆积后,即开始成岩作用,首先进行黄土化作用,及在生物及气候的共同作用下,使粉土物质成疏松的胶结状态,并保留了粒间孔隙及根洞、虫孔及鼠穴等较大的空洞。
当沉积层逐渐加厚,由于自重应力及碳酸盐的淋滤下富集,呈现出沉积时代越老,压实及胶结程度越深。
㈡黄土的工程力学性质湿陷性黄土的力学性质:湿陷性黄土的力学性质主要包括压缩性,湿陷性,抗剪强度、透水性等。
1.压缩性反映地基土在外荷载作用下产生压缩变形的大小。
对湿陷性黄土地基而言,压缩变形是指地基土在天然含水量条件下受外荷载作用时所产生的变形,它不包括地基土受水浸湿后的湿陷变形。
一般在中更新世末期和晚更新世早期形成的湿陷性黄土多为中等偏低,少量为低压缩性土;晚更新世末期和全新世黄土多为中等偏高,有的甚至为高压缩性土,新近堆积黄土的压缩性多数较高。
浅议工程地质学的成就与发展摘要:工程地质学是研究与工程建设有关的地质问题的科学。
它的任务是为各类工程建筑的规划、设计、施工提供地质依据,以便从地质上保证工程建筑的安全可靠、经济合理、使用方便、运行顺利。
本文简要回顾了我国工程地质学的成就,并对未来的发展作以展望。
关键词:工程地质学;成就;发展工程地质学是研究与工程建设有关的地质问题的科学。
它的研究对象是地质环境与工程建筑二者相互制约、相互作用的关系,以及由此而产生的地质问题,包括对工程建筑有影响的工程地质问题,和对地质环境有影响的环境地质问题。
它的任务是为各类工程建筑的规划、设计、施工提供地质依据,以便从地质上保证工程建筑的安全可靠、经济合理、使用方便、运行顺利。
1 我国工程地质学的发展历程20世纪60年代,工程地质的实践,积累了大量资料和一定的实际经验,学科进入独立发展阶段,各建设部门制定自己的勘察规范,以山区工程建设为主,对工程地质提出更高的要求,岩土测试技术提高,定量评价有所发展。
2 工程地质勘察质量不断提高工程地质的任务就在于为工程建筑进行工程地质勘察,认识拟建工程所在地区的工程地质条件,为建筑的位址选择和设计、施工提供地质依据。
国家规定的基建程序是:任何工程建设不进行勘察工作就不准设计,没有设计不准施工。
这就赋予了工程地质重大而光荣的职责,避免了不顾地质条件是否适宜而盲目兴建工程给国家造成的损失。
建筑设计分为可行性研究、初步设计、技(术)施(工)设计等阶段,工程地质勘察也随之分阶段进行,对工程地质条件的了解愈来愈深入,这是完全符合认识规律的。
建筑位址的选择具有战略意义,起着充分利用有利的地质条件、避开不利条件的作用。
位址选得好,不但能保证工程的安全,而且工程处理也较简单,经济上合理。
位址的地质选择只是一个方面,还要看政治、经济等方面的因素,最后综合考虑选定。
我国的各类工程、铁路公路、水利水电、城乡建设、工业、国防、矿山、港口等建筑,尤其是大型建筑,都是先做了反复的工程地质勘察工作才进行设计、施工、修建完成的,因而基本上没有因为地质问题而失败。
土体微观结构研究进展
土壤微观结构是土壤物理、化学以及生物学的基础,对于土壤的物质转化、水分运动、养分回收以及生物生长发育等过程起到至关重要的影响。
本文将对土体微观结构研究的现
状及进展进行综述。
传统上,人们通过光学显微镜、扫描电镜等方法对土体微观结构进行研究。
如光学显
微镜可以对土壤中的颗粒、孔隙等微观结构进行观察和计数,并得出土壤颗粒分布、土壤
孔隙结构、孔隙连通性以及孔隙分布、孔径分布等信息。
扫描电镜可以对土体中的微观结
构进行更加深入的分析,如分析土壤微生物在土体中的位置、土壤微生物的结构形态等。
然而,现代科技手段的不断发展,使得土体微观结构研究的方法也不断更新。
近年来
光学显微镜、扫描电镜等方法已经不能完全满足对土体微观结构的深入研究。
新的研究手
段主要包括以下几个方面:
2.1.同步辐射X射线显微镜
同步辐射X射线显微镜(SRXRF)通过分析元素分布情况来研究非晶态物质,其特点是能够在更高的分辨率下观察非晶态物质的结构,如微观结构、结晶化程度以及元素分布等。
这项技术的应用在土体微观结构研究中,可以用来探究土壤有机质、土壤矿物和微生物之
间的空间关系,有助于更好地理解土体微观结构的复杂性。
2.2.原位荧光显微镜
原位荧光显微镜(IFM)则使用了非侵入性荧光探针来研究微生物的活动和代谢过程,IFM技术可以在实时、非破坏性、非侵入性的情况下,观察微生物活动的过程,包括生长、细胞分裂和元素转运等。
这项技术在土体微观结构研究中的应用,可以更准确地探测微生
物空间分布情况、微生物代谢行为、微生物群落组成等。
该技术对于解析土壤微生物界面、微生物-土壤矿物相互作用以及土壤碳循环等重要问题具有重要的意义。
2.3.纳米CT显微镜
纳米CT显微镜具有更高的分辨率,在土体微观结构研究中,可以更好的反应土壤颗粒、孔隙等微观结构,有助于更好地理解土体微观结构的多样性。
3.未来的研究方向
未来的研究方向应是多方面开展综合性研究。
例如结合IFM和SRXRF技术,可以更精
准地探测土体中微生物和矿物之间的相互作用;结合纳米CT和SRXRF技术,更加可靠地反映土体颗粒、孔隙和元素分布之间的关系。
此外,结合地球化学模型和分子模拟模型,也
可以更好地模拟土体微观结构的形成机制、微观尺度下的物质转化机制等。
这些新的研究
方法和模型开发,有助于更加全面深入地研究土体微观结构,以便更好地理解土体的生态环境功能、环境污染过程以及农业生产效益等问题。