基本介紹
- 中文名：分散性土
- 外文名：dispersive soil
- 危害：易被雨水或滲流沖蝕帶走引起破壞
- 學科分類：土木工程
簡介,對工程的危害,基本性質,工程危害,判別標準,套用,
簡介
分散性土，是指土中所含黏性土顆粒在水中散凝呈懸浮狀，易被雨水或滲流沖蝕帶走引起破壞的土。分散性土的發現和研究始於20世紀50年代的澳大利亞和美國。分散性土遍布亞洲、歐洲、非洲、南美洲、北美洲和大洋洲。中國見於黑龍江、廣西、新疆、江蘇、山東、河南等10多個省（自治區）。松嫩平原集中分布著約2萬km的分散性土。
土的分散性與土顆粒表面的電化學性質密切相關，受土粒表面擴散雙電層控制。以蒙脫石為主組成的黏性土土粒，吸附周圍水化陽離子形成雙電層，土粒與富鈉離子的孔隙水溶液形成離子擴散層。被包圍的膠體土粒處於靜電力和分子熱動力的動平衡中。鈉離子使擴散層水膜增厚，顆粒間吸引力減小，當排斥力超過吸引力，土粒逐漸被析離而呈懸浮狀，產生反絮凝現象，土體因之由聚合狀分解成為單個顆粒，土粒被流動的水帶走而破壞，或發生管涌與沖蝕。分散性土的分散特性是由土和水兩方面因素決定的，土中蒙脫石、伊利石等活性礦物和吸附性鈉離子的含量，孔隙水溶液中鈉離子對鈣鎂離子的含量優勢和鹼性介質環境，是決定土的分散性的主要因素；而工程環境水中溶解鹽類總量是決定土分散性的重要因素。水中溶解鹽類含量越小．分散程度越高；而在鹽濃度高的水中分散度降低甚或不分解。分散性土是高鈉土，鈉離子來源與海相沉積中原生鈉鹽殘餘、黃土沉積中長石的化學分解，以及岩土風化過程中水鹽循環交替累積的次生產物有關。
在塑性圖上，分散性土位於A線以上，屬黏質土。組成分散性土的主要黏土礦物為蒙脫石和某些伊利石。分散性土易被水沖蝕的現象比細砂和粉土要嚴重，膠體微粒幾乎在靜水中就變成懸浮質，再被緩慢流動的水帶走；而普通土發生潛蝕必須有足夠大的滲透比降，這是分散土與普通土滲透變形的本質區別。
對工程的危害
基本性質
分散性土是一種特殊土，研究表明：在純淨水中黏土顆粒的黏團結構自行破壞，並分散成原級配的黏土顆粒，抵抗純淨水滲透破壞的能力很低，因而造成土體在雨水作用下，產生嚴重沖蝕和滲透破壞。
工程危害
分散性黏土在水利工程中產生破壞，是20世紀50年代在澳大利亞首先發現。美國也在60年代發現了分散性黏土對水利工程產生的破壞現象。我國黑龍江省70年代興建北部引嫩繁榮灌區等工程時，首先發現分散性土對工程產生的嚴重破壞，在以後的水利工程建設中，在我國湖北、浙江、廣西、遼寧、山東、河南、吉林等省（自治區）相繼都有發現。
判別標準
分散性土與非分散性土的判別標準以及試驗方法詳見表。
分散性土
套用
世界許多地方都有分散性土分布，使用其作為堤、壩填築土料不可避免，只要採取正確的工程處理措施，是能夠保證工程的安全。目前，在化學改性分散性土方面，採用石灰、水泥、粉煤灰、硫酸鋁、氯化鈣、氯化鋁等多種材料，但多採用石灰處理分散性土。石灰中的Ca交換黏土吸附的Na，可使分散性土變為非分散性土。由於分散性土的抗沖蝕性較低，設定反濾層是防止土體滲透破壞的一種有效措施。此外，採用複合土工膜、非分散性土包裹在分散性土防滲體的外面，可隔離或阻止分散性土受到直接沖蝕，這也是一種行之有效的處理方法。
國內外研究進展分析表明，由於分散性土發現較晚，對其研究遠遠不及黃土、鹽漬土、軟土、膨脹土等其他特殊土的深度，雖然前人對此做了大量的工作，但現有的研究成果，尤其在土的分散機理研究方面，對於工程實踐仍缺乏足夠的理論指導。遇水分散是分散性土的固有特徵，水是分散性土產生分散的誘發因素，而水溶液中離子種類、含量是使土顆粒產生凝聚或分散的根本因素，目前對水溶液中各種離子影響土的分散性研究較少，應深入研究分散性土化學一滲流一力學（CHM）耦合作用機理。分散性土本身具有良好的抗滲性能，但是如果防滲體存有裂縫，則容易發生滲透破壞。因此，深入了解分散性土防滲體裂縫的演變規律及其影響因素對工程實踐具有一定的指導作用。分散性土的微觀結構及其與滲透變形、分散性能等工程特性之間的關係研究尚屬空白。建議專門開發針對分散性土的土壤固化改良劑，使其滿足工程建設需求。
