日本斜坡失稳演化过程与风化壳中元素迁移关系研究(组图)

岩土工程王志强(昆明理工大学土木系云南昆明)摘要阐述了各种元素随着岩石中造岩矿物的风化、次生矿物生成发生了迁移。在浅表生带中直观、细致地反映出斜坡失稳演化过程的长期、复杂斜坡失稳中图分类号31112文献标识码8550(2009)05引言风化壳是岩石、大气、水以及生物圈之间相互作用的界面。斜坡失稳演化过程与风化壳中元素迁移关系各国学者有大量的研究在研究日本北部凝灰岩斜坡的演化过程时发现从新鲜基岩到地表的垂向剖面可划分为磷大量淋失的水合带、碱金属大量淋失的页状剥落带和岩石结构完全消失的分离在研究日本第三系火山岩中的古滑坡复活现象时发现而这些蒙脱石的之间及整个岩土体力学性质均会减弱。这些都为斜坡失稳提供了条件。元素迁移是斜坡失稳孕育过程中显著的伴生作用直观、细致地反映出斜坡失稳演化过程的长期、复杂、受多种因素控制的特征斜坡风化壳元素迁移风化壳大都处于非饱和带中液界面上发生一系列反应其力学、水力学性质也将随之发生改变形成主要与富含HCO沿滑面向下运动的地下水与滑带介质之间的大规模离子交换有关。文献记录了晏同珍教授在20世纪60年代中期曾报地下水中SO在原岩表面形成风化壳元素首次发生了迁移。

伴随着雨水对风化壳中次生矿物反复淋滤作用大量矿物被溶解带走渗透与贮水率显著增加。边坡风化壳中元素迁移不断累计将诱发斜坡矿物、岩石及岩体结构、变形行为、强度及水力特性等方面的深刻变化。岩土强度衰减、节理面粗糙系数降矿物颗粒和不同岩块收稿日期23作者简介昆明理工大学土木系硕士研究生。主要研究方向液物质界面上重要的水文地球化学过程风化壳剖面形成有一个发展过程。在风化壳中可以见到一种原生矿物经受风化向其最终产物转而是通过中间阶段形成一些过渡性的矿物才实现的。硅酸盐及铝硅酸盐分解形成的风化壳主要由硅铝质的粘土矿物组成还存在水解、水合和淋滤作用等。在潮湿温暖的气候条件下这些过程是顺序发展的。从理论上看性溶液逐渐被中和或转变为弱碱性至碱性。也就是参与作用的水溶液其水中盐类的浓度也随下渗的程度而更趋饱和同时氧的影响也在减弱。因此岩石分解过程的强度也随深度而减弱室内淋滤试验试验用云南头寨地区雨水对头寨滑坡区玄武岩风化壳土层进行淋滤由此推断自然状况下斜坡经过雨水淋滤后其风化壳中元素迁移规律及对斜坡失稳孕育的贡献为取样地点的放大图。土层共两层第二层取自腐殖土下覆黄色粘土。雨水及试验淋滤液化学全分析成果/雨水雨水是2006月末～6月上旬在头寨滑坡所在的盘河乡所取14送样做化学全其中Ca则受控于原岩中造岩矿物的稳定性Mg及阳离子吸附能力。

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根据矿物在化学风化中相对/TDS)/代表用雨水淋滤第一层土给出雨水及滤液离子成分。淋滤土层后的滤液离子成分其他离子增加比较显著只有Na增加显著。L1土层属于风化壳的氧化作用带为地表的上部带聚集着大量的风稳定性正长石可见正长石最稳定离子吸附能交换能力强。SO层风化壳中富集增加是因为开放体系中有足够的CO2溶解到滤液已经由氧化环境转变为还原环境主要是因为原岩风化程度低又处于风化壳较深处还原环境中。两个土层中Cl化最终产物。滤液中Ca的显著能受到取样放牧粪便的影响斜坡风化壳元素迁移规律分析17雨水及滤液元素变化对比/mg通过对室内雨水淋滤试验数据、图表分析风化壳中元素迁移以上部土层中的为主TDS显著增加就充分说明了这一点。随着元素迁移不断的累积而使元素迁移往深部发展。斜坡的失稳孕育过程就是斜坡风化壳岩土层中元素不断迁移在多种因素耦合作用下发生时效变形结语风化壳出现明显的垂直分带岩石仅仅经受最初阶段的改造处于还原环境中。SiO2是模拟实验中迁移最多的成分它的迁移不受外界条件的影响迁移量在淋滤风化壳上部与下部土层差别不大。这也反映出斜坡风化壳中主要迁移对象为SiO2并不是来自石英的溶解。

淋滤风化壳的滤液中Ca反映出斜坡失稳孕育过程是一个长期、复杂的过程进一步对风化壳中指示性元素迁移来做出分析可以为斜坡维护、加固及滑坡预警等做出一定贡献碳酸盐岩风化壳界面土层的结构和矿物学特征《中国岩溶》,2000《山地研究》qiang风化岩石,1998岩化学作用的岩石宏观力学效应的试验研究《岩石力学与工程学报》,111～《自然灾害学报》,2005《硅酸盐学报》,2003《岩石力学与工程学报》qiang风化岩石,2004(16)2778～π).. #