270 福建地质Geolo gy of Fujian第 3 期浅析花岗岩残积土的化学成分特征及其工程性质
①
许碧铨
(福建省地质工程勘察院, 福州, 350002 )
摘要花岗岩残积土形成过程中, 由于风化强度不同, 其成分与含量具有明显的垂直差异性, 根据福清某地花岗岩残积土化学成分和物理力学特征探讨花岗岩残积土化学成分变化及
工程性质的差异性。
关键词残积土成因及机理分布特征化学成分
残积土的形成过程实质上是岩石的风化过程。花岗岩类岩石在风化过程中, 长石, 黑云母等矿物, 易水解成高岭土, K、Na 等易溶元素随降雨而流失, 最后使块状岩石分解成土状, 即形成残积土。花岗岩残积土是花岗岩经物理风化和化学风化后残留在原地的碎屑物。
1 花岗岩残积土风化成因机理
花岗岩主要由石英、长石、云母及角闪石等矿物组成, 花岗结构, 质地坚硬, 岩石抗压强度高(一般≥120 MPa) 。由于花岗岩不同矿物的物理性质和化学性质差异, 如石英和长石的膨胀系数相差近一倍, 于热胀冷缩的过程中, 其表面容易产生裂隙, 在水及空气携带的介质作用下, 形成风化作用。南方气候温暖、气温高、雨量足、相对湿度大, 因此化学风化作用强烈, 其所形成的残积物以高岭石族等粘土矿物为主。
残积土一般可分上、中、下3 带。风化程度愈强, 残积土中高岭石含量愈高, 高岭石结构致密, 但吸水性强, 遇水后易膨胀和软化, 具可塑性和强压缩性。花岗岩残积土的p H 值较低(属酸性) , 可溶盐含量少, 但氧化物含量较多。
2 花岗岩残积土分布特征
残积土的形成特征决定了其分布特点。残积土主要分布在丘陵、残丘和残积台地地带。在丘陵残丘地带, 由于冲蚀作用、天然地形坡度等因素影响, 厚度变化较大, 常缺失上部残积土; 残积台地地带, 风化作用强烈, 地形坡度小, 各带均有分布, 厚度较大。
3 花岗岩残积土的化学成分
残积土的化学成分以SiO2 、A12 O3 、Fe2 O3 为主, 占总量的85 %以上。其中SiO2 平均含量571 85 % , A12 O3 211 82 % , Fe2 O3 71 27 % (表1) 。其垂向变化与风化程度有关, 近地
① 收稿日期: 2009204224
作者简介: 许碧铨(19522) , 男, 工程师, 水文地质工程地质专业。
第 3 期许碧铨：浅析花岗岩残积土的化学成分特征及其工程性质271
表处, 风化作用强烈, K2 O 、Na2 O , SiO2 含量较少, Fe2 O3 , A12O3 含量相对较多。自上而下为砖红色残积土, 灰黄色残积土, 灰、灰白色残积土。相应的SiO2 、K2 O 、Na2 O 含量逐渐增多, 而Fe2 O3 、A12 O3 含量相应逐渐减少。
表1 福清上郑—宏路残积土化学成分特征①
Table 1 Chemical composition characteristics of eluvial soil in the Shangzheng2Honglu area of
晶形, 土体粘性较差, 遇水容易崩解。
4 花岗岩残积土的物理力学特性
残积土呈可塑2硬塑状, 是孔隙比较高、压缩性能好、抗剪强度高的特殊性土体, 其主要物理力学特征(表2) 。
表2 福清市上郑—宏路花岗岩残积土物理力学指标①
Table 2 Physical mechanic indices of the granitic eluvial soil in Shangzheng2Honglu area of
①福建省地质工程勘察院, 福清市上郑- 宏路经济技术开发区水文地质工程地质综合评价报告, 1991 。
272 福建地质Geology of Fujian 第28 卷
表中, 中部残积土较上部及下部残积土的工程性能差[ 2 ] , 这种特征与风化作用、红土化及地下水作用有关。在残积土的上部, 红土化作用强烈, 土体工程性能较好; 下部风化强度低, 工程性能也较好; 而中部受地下水影响较大, 浸蚀作用强, 孔隙比较大, 工程性能相对较差。
5 结语
花岗岩残积土的化学成分在垂向上因风化程度不同, 有较大的变化, 力学强度也有差异。我省花岗岩残积土分布范围广, 研究花岗岩残积土的化学成分及其结构特征、工程性质变化、对各类建筑物的基础选型、承载力研究有一定的实际意义。
参考文献
1 叶书麟, 王清, 唐大雄等1中国东部花岗岩残积土物质成分和结构特征的研究1吉林大学学报(地球科学版) , 1991 ,
12 (4)
2 何广海1深圳市花岗岩风化残积土的工程地质特性1广东地质, 1997 , 12 (4)
Chemical Composition Characteristics and Engineering
Properties of the Granitic Eluvial Soil
Xu Biquan
( F u j i an I nstit ut e of G eological En gin e ering Ex plo r a tio n , Fuz h ou , 350002)
Abstract
On account of t he different weat hering intens ity in t he process of forming granitic eluvial soil , t he ingredient and content of t he granitic eluvial soil are po ssessed of an obvious vertical divers ity. Based on t he chemical compos ition and p hysical mechanic characteristics of t he granitic eluvial soil in Fuqing City , it probes into t he divers ity of Chemical composition and engineering properties of t he granitic eluvial soil.
Key words eluvial soil , genes is and mechanis m , dist ributional characteristics, chemical composition
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