黄河口潮间带沉积物微团聚体形成机理及其稳定性试验研究
土是由固、液、气三相组成、具有一定结构形式的复杂体系。土的性质除决定于土的三相组成外，还受制于土的结构。团聚体是土体的最基本结构单元，土体的稳定性实际上是土体结构单元性质的综合体现，而结构单元又在很大程度上取决于土粒集合体甚至于更小的单粒矿物的性质，团聚体的大小、形状、级配等都对土体的宏观物理力学性质有着十分重要的影响，并且在一定程度上影响着土体的工程地质性质。研究黄河口沉积物团聚体形成机理和稳定性对海岸工程的保护有一定的理论意义和实际应用价值，同时也可以为研究沉积物的工程性质提供参考。很多学者在土壤学上开展了对团聚体的研究，并且取得了一定的研究成果，而在工程地质上的研究很少，几乎没有人对黄河口沉积物的团聚体状况进行研究，本论文主要对黄河口沉积物团聚体的组成和稳定性进行了研究，主要得出以下结论：
(1)黄河口沉积物形成的微团聚体，多团聚成0.01～0.05mm的粉粒微团聚体，其平均含量在80％以上，高于黄土高原相应微团聚体的含量。在影响黄河口沉积物微团聚性的因素中，有机质的含量平均值在0.4％左右；碳酸盐含量，大约在8％左右；沉积物的pH值为8.90，呈弱碱性。观察沉积物的微观结构，沉积物中黏粒多呈微团聚体形式存在，有少量黏粒呈絮凝状黏结在一起或直接胶结在骨架颗粒上形成微团聚体。
(2)对团聚体形成机理的研究，得出：有机质和高价阳离子联合作用对团聚体表现出较好的团聚作用，单独的增加黏粒含量并没有起到预想的粘结作用，有机质在以高价阳离子为架桥的作用下与黏粒连接，从而将黏粒团聚在一起，形成大粒级的微团聚体，团聚体形成的实质是黏粒通过多价金属阳离子的连接而吸附极性有机分子的过程；沉积物中加入电解质，细颗粒的团聚体在静电引力或者范德华引力作用下被凝聚成较大粒级的微团聚体，Ca2+与Na+相比，Ca2+对团聚体有更好的团聚作用；在微团聚体形成之初，单粒由碳酸钙胶结而成小粒径的微团聚体，这些小粒径的微团聚体经过碳酸钙的进一步胶结成为大粒级的微团聚体。
(3)胶结物质对团聚体水稳性的影响表现在：
有机质在钙离子的“架桥”作用下，与黏粒连接，增大了颗粒间的连接力，从而使水稳定性增强；细颗粒团聚体在电解质的静电引力和范德华引力作用下，相互连接，加大了颗粒间的连接力；黏土颗粒比表面积很大，从而粒间作用力也很大，加大了团聚体的水稳定性；碳酸盐属于非溶性次生矿物，使颗粒间的连接增强，从而使团聚体的水稳定性增强。
(4)对团聚体力学稳定性的研究得出以下结论：
各种胶结物质对于团聚体力学稳定性的影响和对水稳定性的影响相同，但出现一些特殊情况。随着团聚体粒级的增大，土体强度变小；随着腐殖酸钠加入量的增多，试样强度先增大后减小；随着碳酸盐含量的减少，强度整体趋势是下降，但强度先增大后减小；洗盐后土样强度减小，随着加入土样氯化钙和氯化钠的增多，土样强度变化规律相同，都是先增大后减小，并且均表现为应变软化的塑性破坏；配制不同黏粒含量的土样，土样强度与土样的黏粒含量以及团聚度之间表现出很好的相关性。团聚体的结构在一定程度上影响着土体的工程地质性质。
黄河口;沉积物;微团聚体;碳酸盐;有机质;稳定性
中国海洋大学
硕士
环境工程
陈友媛
2009
中文
P736.21;X55
84
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）