黏土矿物对软土结合水特征及力学性质影响的定量分析*
2021-11-25方敬锐
方敬锐 宋 晶②③ 李 学
(①中山大学地球科学与工程学院, 广州 510275, 中国)
(②广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室, 广州510275, 中国)
(③广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室, 广州510275, 中国)
(④中山大学土木工程学院, 广州 510275, 中国)
0 引 言
随着越来越多的构筑物建造在沿海地区,吹填软土的工程特性受到工程师们的高度重视。吹填软土中含有大量的黏土矿物,尤其是蒙脱石,这使得软土在固结过程中易吸水膨胀,从而导致软土地基变形、失稳等工程问题。结合水控制着黏性土的收缩性、液塑性、黏稠度等物理化学性质,影响着软土的强度、变形等力学性质(袁建滨, 2012)。软土中结合水特征受黏土矿物含量影响,已有研究表明结合水对黏土矿物的物理和化学性质有重要影响(Li et al.,2019)。
结合水是受电分子吸引力吸引后吸附于土粒表面的土中水。对于软土中结合水含量的定性和定量探究,目前国内外均有一定的成果。国外对黏土矿物结合水的研究可追溯到20世纪30年代。1936年, Kelly等学者阐述了土中含有结合水、结晶水、断键水、吸附水等形式(Chilingrar, 1987); 20世纪50、60年代又陆续有学者论述了土中吸附水的性质(Adams, 1977); 70年代,莫斯科大学通过研究发现软土结合水的存在极大地影响了黏土矿物的结构和力学性质(李生林, 1982); 2016年,Khorshidi et al. (2017)通过对蒙脱石的水汽吸附特征和吸附结合水含量分析,预测了蒙脱石的比表面积以及阳离子交换容量。近年来,国内关于结合水与黏土矿物的研究也层出不穷。吴凤彩(1984)采用容量瓶法测定黏土矿物表面吸附结合水含量,但无法明确区分强弱结合水,且由于实验条件要求严格,这种方法出现误差可能性大;……
