[科普中國]-紅粘土

上述呈整體膠結(jié)狀態(tài)的紅粘土當遇高溫干燥的氣候條件時，其內(nèi)部因失水收縮出現(xiàn)裂縫。降雨時，水沿裂縫滲透，并借薄膜水的傳遞楔入，使膠結(jié)聯(lián)結(jié)減弱。當然也不排除由于長期雨水浸泡，淋溶出的游離鐵、鋁、硅膠等又凝聚成新的膠結(jié)聯(lián)結(jié)，但若又遇干燥天氣，這種新的膠結(jié)因土體的再次干裂收縮很快便被破壞。隨著這種干燥一降雨一干燥氣候的循環(huán)往復(fù)，勢必使紅粘土向其結(jié)構(gòu)單元體方向發(fā)展，而結(jié)構(gòu)單元體因干燥失水逐漸硬化，且這種硬化趨勢是不可逆的，于是這種作用的最終結(jié)果是使呈整體膠結(jié)的紅粘土塊體變成了由微細團粒與結(jié)構(gòu)單元體組成的散粒紅粘土。

(3)成土作用

在中至晚更新世，由微團?；饔眯纬傻纳⒘＜t粘土，不具備濕熱氣候條件，淋溶作用較弱，結(jié)構(gòu)單元體經(jīng)一定的固結(jié)壓密及少量的游離鐵、鋁、硅質(zhì)等重新膠結(jié)，便形成現(xiàn)代意義上典型的以結(jié)構(gòu)單元體為骨架通過結(jié)合水及接觸式膠結(jié)物聯(lián)結(jié)的蜂窩狀紅粘土，具有天然密度小，含水量高，孔隙比大，液、塑限高，壓縮性中至低，強度中至高的特性。相應(yīng)地，把這種形成典型紅粘土的作用稱為紅粘土成土作用。如果這一成土?xí)r間較長，即在早至中更新世形成的散粒紅粘土，因經(jīng)歷了濕熱天氣而受到較強的淋溶作用，并在長期的固結(jié)壓密作用下，形成結(jié)構(gòu)單元體粒徑較小，密度大，連接力強的超固結(jié)紅粘土及網(wǎng)紋狀紅粘土。而對于晚更新世后期形成的殘積紅粘土來說，或紅粘土化作用還未結(jié)束，或被不斷剝蝕出露地表成為新紅粘土，結(jié)構(gòu)單元體棱角分明，其間基本無聯(lián)結(jié)，具有干燥疏松、易散落，工程性質(zhì)易變化的特點。2

成分紅粘土是熱帶、亞熱帶濕熱氣候條件下的產(chǎn)物，風(fēng)化程度高，礦物、化學(xué)成分變化強烈。碎屑礦物主要是石英和少量末風(fēng)化長石；粘粒含量較多，粘土礦物以高嶺石類為主，伊利石含量較少；含一定量的針鐵礦和赤鐵礦，部分含有三水鋁石?；瘜W(xué)成分以SiO2、Al2O3、Fe2O3為主，其他RO、R2O2含量很少，硅鋁比小，pH值低，有機質(zhì)和可溶鹽含量極少，比表面積及陽離子交換容量較低，游離氧化物含量較高，尤其是游離氧化鐵含量(質(zhì)量分數(shù))占全鐵的50%～80%。總之，紅粘土是以親水性較弱的高嶺石和石英為主，活動性較低，有鐵質(zhì)膠結(jié)的紅色粘性土。紅粘土的粒度成分與母巖關(guān)系密切，砂巖、礫巖、花崗巖殘積紅粘土的粒度粗，砂礫含量多，粘粒含量較少（20%～40%）；碳酸鹽類巖石和玄武巖殘積紅粘土，粒度細，粘粒含量多（40%～80%）。2

分布規(guī)律1.紅粘土分布的地域性

我國紅粘土主要分布在南方，以貴州、云南和廣西最為典型和廣泛；其次，在四川盆地南緣和東部、鄂南、湘西、湘南、粵北、皖南和浙西等地也有分布。在西部，主要分布在較低的溶蝕夷平面及巖溶洼地、谷地；在中部，主要分布在峰林谷地、孤峰準平原及丘陵洼地；在東部，主要分布在高階地以上的丘陵區(qū)。

我國北方紅粘土零星分布在一些較溫濕的巖溶盆地，如陜南、魯南和遼東等地，多為受到后期營力的侵蝕和其他沉積物覆蓋的早期紅粘土。

2.紅粘土土性的變化規(guī)律

各地區(qū)紅粘土一般具有自西向東塑性和粘粒含量逐漸降低、土中粉粒和砂粒含量逐漸增高的趨勢。

3.紅粘土厚度變化規(guī)律

各地區(qū)紅粘土厚度不盡相同，貴州地區(qū)為3～6m；云南地區(qū)一般為7～8m；湘西、鄂西和廣西等地為10m左右。

紅粘土的厚度變化與原始地形和下伏基巖面的起伏變化關(guān)系密切。分布在盆地或洼地中的紅粘土大多是邊緣較薄、中間增厚；分布在基巖面或風(fēng)化面上的紅粘土厚度取決于基巖面起伏和風(fēng)化層深度。當下伏基巖的溶溝、溶槽、石芽等發(fā)育時，上覆紅粘土的厚度變化極大，常出現(xiàn)咫尺之隔厚度相差10m之多的現(xiàn)象。3

物理性質(zhì)紅黏土為碳酸鹽巖系出露的巖石經(jīng)紅土化作用形成的棕紅、褐黃等色的高塑性黏土。其裂隙發(fā)育，液限一般大于50，具有明顯的收縮性，但壓縮性低。經(jīng)坡、洪積再搬運后仍保留其基本特征，液限大于或等于45但小于50的紅粘土為次生紅黏土。礦物成分主要為高嶺石，并含一定量的蒙脫石和石英顆粒等，含水率為10%左右，孔隙比為0.5～0.7，干容重為16～17 kN/m3，塑性指數(shù)為1l～16。但是隨隧洞開挖其含水率不斷增加，一般為15%～22%，甚至有的洞段土體含水率達到塑限，天然壓縮系數(shù)a1-2=0.09-0.1 MPa-1，飽和壓縮系數(shù)a1-2-0.1～0.15 MPa-1，自由膨脹率為5%～20%。

勘探紅粘土地區(qū)勘探點的布置，應(yīng)取較密的間距，以查明紅粘土厚度和狀態(tài)的變化。初步勘察勘探點間距宜取30～50m；詳細勘察勘探點間距，對均勻地基宜取12～24m，對不均勻地基宜取6～12m。厚度和狀態(tài)變化大的地段，勘探點間距還可加密。對不均勻地基，勘探孔深度應(yīng)達到基巖。不均勻地基、有土洞發(fā)育或采用巖面端承樁時，宜進行施工勘察，其勘探點間距和勘探孔深度根據(jù)需要確定。當巖土工程評價需要詳細了解地下水埋藏條件、運動規(guī)律和季節(jié)性變化時，應(yīng)在測繪調(diào)查的基礎(chǔ)上補充進行地下水的勘察、試驗和觀測工作。4

保護措施該土種多為荒草地，植被稀疏，水土流失嚴重，缺水易旱。實行喬、灌、草結(jié)合，發(fā)展林、牧業(yè)生產(chǎn)。對宜墾為農(nóng)用的要修筑梯田，或修埂筑堰，進行土地深翻，提高土壤的蓄水能力，并實行等高種植耐旱植物，增施有機肥、磷肥，實行糧－豆，糧－肥間作，養(yǎng)用結(jié)合，培肥地力。

1、陡坡地紅粘土侵蝕嚴重，應(yīng)恢復(fù)和保護植被；已墾殖的陡坡耕地，應(yīng)退耕種植林草，控制水土流失。

2、種植綠肥，增施有機肥，秸稈還田，科學(xué)施用磷肥，可有效地改善土壤的理化性狀。

3、復(fù)鹽基紅黏土的土體深厚，酸堿度適中，鹽基飽和，礦質(zhì)養(yǎng)分較豐富，是浙江沿海島嶼區(qū)重要土壤資源之一。利用狀況有三種；一是坡耕地，種植大麥、甘薯、玉米和夏類作物。二是林地，主要分布在大、中島嶼上，栽種黑松、毛竹，以黑松為主。黑松較抗風(fēng)，又耐旱、耐瘠，適應(yīng)性強。黑松占島嶼林種的93%，但宜間套闊葉樹，以防病蟲危害；三是灌叢草地，處于半荒蕪狀態(tài)，多分布于邊遠小島，而部分大、中島嶼近村莊處的山坡地亦有小面積的分布。