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北京沙河-八仙庄地面沉降区粘土矿物分析

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北京沙河-八仙庄地面沉降区粘土矿物分析312014Vo1.9No.42014第9卷第4期0引言弱透水粘性土层是北京地面沉降的主要压缩层。如以地面沉降监测站F3站中各分层标2008-2010年的压缩变形量占3年总沉降量的百分比为例,F3-7监测层位64.5~82.3m的岩性主要为粘土和粉粘,比值为20%,F3-5监测层位102~117m,基本上是厚层的粉质粘土,比值为29.9%,而F3-8监测层位48.5~64.5m以细砂和粗砂为主,比值仅为0.8%。因此,粘性土层的变形特征应作为北京地面沉降基础研究中的一个重要组成部分。压缩层的粘粒含量和矿物成分是土层形变的微观信息,分析研究这些微观信息的作用特点,有助于定性或定量了解地面沉降的范围、速率和幅度[1]。粘性土压缩层的矿物成分以次生的粘土矿物为主。目前,粘土矿物分析应用广泛,主要包括古环境古气候研究[2~4]、石油地质研究[5~6]和污染环境修复研究[7~8]等,但在地面沉降领域中的研究并不多见。有研究认为粘土矿物含量、组合和土体微结构类型是在相同外界条件下引起地面沉降差异的主要因素。本文从沙河—八仙庄地面沉降区内的四个钻孔取粉质粘土样共计20件,进行了X射线衍射实验,从粘土矿物成分和含量入手探讨了其对地面沉降的影响。1粘土矿物对地面沉降的影响研究北京沙河—八仙庄地面沉降区粘土矿物分析田芳,罗勇1,2,杨艳1,3,姜媛1,周毅1,3(1.北京市水文地质工程地质大队,北京100195;2.中科院地质与地球物理研究所,北京100029;3.北京大学地球与空间科学学院,北京100871)摘要:粘性土压缩层的粘粒含量和矿物成分是土层形变的微观信息,其分析研究有助于定性或定量了解地面沉降的范围、速率和幅度。在北京沙河-八仙庄地面沉降区内采集20个粉质粘土样品进行了X衍射实验分析,结果表明粘土矿物以伊蒙混层矿物为主,这样的粘土矿物组成有利于地面沉降的形成和发展。关键词:地面沉降;粘土矿物;北京中图分类号:P642.26文献标识码:A文章编号:1007-1903(2014)04-0031-04室内试验和原位分层压密测量表明,在较低的有效应力增长条件下,粘土层的压密在地面沉降中起主要作用[9]。主要原因在于粘性土层的颗粒组成中以细粒为主,孔隙率较高,容易被压缩。试验结果表明,在同一级压力和初始含水率相近的条件下,随着粘粒含量增大,压缩

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