红粘土特征及对青龙山不稳定斜坡的影响分析*

摘要：本文简述了红粘土的基本特征以及红粘土对工程建设、地质灾害防治的不利影响，分析了红粘土对青龙山不稳定斜坡的影响。

关键词：红粘土不稳定斜坡影响分析

中图分类号：P5文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

红粘土为残坡积类型，多分布在山区或丘陵地带，常见于我国贵州、云南、广西等省，在安徽、川东、粤北、鄂西和湘西也有分布，其厚度变化与原始地形和下伏基岩面的起伏变化密切相关[1]。武汉地区红粘土分布范围小，一般埋藏于第四系中更新统粘性土或第四系坡、洪积物之下。

1红粘土定义及基本特征

红粘土是我国红土的一个亚类，是碳酸盐岩系出露的岩石，经在湿热环境中，由岩变土一系列的红土化作用而形成的特殊土类。红粘土在外观、成分、组织结构上都发生明显不同于母岩的质的变化，不具其它残积土与母岩之间呈过渡变化的垂直分带特征。

1.1红粘土定义[2]

碳酸盐岩系的岩石经过红土化作用形成的棕红、褐黄色的高塑性粘土称为红粘土，其液限大于或等于50%的粘土为原生红粘土，经再搬运后仍保留红粘土基本特征，且液限大于45%小于50%的粘土为次生红粘土。对比而言，次生红粘土的压缩性普遍较红粘土高，承载力低。

1.2 红粘土基本特征

（1）红粘土物理力学性质具有两大基本特征：一是土的天然含水量、孔隙比、饱和度以及液限很高，一般天然含水量大于30%，孔隙比大于1.1，饱和度大于85%，液限大于45%，这是有别于一般粘性土、老粘土的主要特征；二是各项物理力学指标的变化幅度大，特别是液性指数和压缩模量，一般上硬下软。

（2）红粘土具收缩性，裂隙发育。红粘土的矿物成分主要为高岭石、伊利石，其胀缩变形的变化幅度仍大，以广西地区较为严重，有些地区胀缩性很轻微。红粘土天然含水量大，胀缩性一般以收缩为主，即在天然状态下膨胀量微小，收缩量较大，不宜与膨胀土混同，受收缩变形的影响，坚硬、硬塑状态的红粘土往往容易形成裂隙，裂隙的发生和发展速度极快，深度一般2～4m。

1.3 红粘土对工程建设、地质灾害防治的不利影响

野外调查与勘查过程中，红粘土主要依据以下特征进行鉴别：一般为棕红、褐黄色，土质细腻，粘滞性强，切面光滑，弱透水性，其下基岩多为碳酸盐岩，相对而言次生红粘土较难辨别。在工程建设、地质灾害防治中应注意以下不利影响：

（1）红粘土下卧基岩面起伏大，导致红粘土的厚度变化大，加之下卧基岩岩溶现象发育，故应详细调查红粘土的分布、厚度，评价地基的均匀性，减少不均匀沉降；

（2）红粘土的湿度状态垂向分带明显，自上而下具由硬变软的特点，其压缩性逐渐增大，强度逐渐降低，作为基础持力层时应划分不同的亚层，区别对待；

（3）红粘土具胀缩性、表层裂隙发育，呈由浅而深递减之势，这些对低层建筑物、边坡的稳定性影响大。建议建筑物的基础埋深大于当地大气影响急剧层深度，在裂隙密集带和深长地段避免工程活动；同时红粘土设计参数的确定应充分考虑土体结构与胀缩性的不利影响。

2红粘土对青龙山不稳定斜坡的影响分析[3]

2010年7月10日～13日，江夏区四天降雨总量达475.8mm，创江夏区历史记录。青龙山北侧山体沿线2km发生三处坍滑险情，严重威胁江夏区实验高级中学以及民房的生命、财产安全，江夏区人民政府会同国土部门果断采取应急预案进行防治。

2.1 青龙山不稳定斜坡的基本特征

青龙山地处剥蚀丘陵区—冲积平原区的过渡地带，山顶高程110m左右，坡脚高程一般40m，相对高差约70m；地质构造处于纸纺街—五里界向斜西端近核部，无明显断层；地下水类型为第四系松散孔隙水及碳酸盐岩岩溶水，其水量受大气降雨的控制。青龙山不稳定斜坡为土质斜坡，坡体结构主要由表层第四系坡积物，下部残、坡积的红粘土及二叠系下统栖霞组灰岩组成，为顺向坡，总体地形坡度约22°，大体为上陡下缓，前缘多为人工切坡。

2.2 致灾的形成机制与影响因素

青龙山不稳定斜坡上部为第四系坡积成因的粉质粘土夹碎石，结构相对松散、孔隙发育、透水性较强，下部为石灰岩风化后残坡积成因的红粘土，粘性好，具胀缩性，为相对隔水层，由于两层土透水性上的差异，容易在两者界面处形成软弱结构面。在持续暴雨条件下，地表水不断下渗，坡体地下水位逐步升高，土体重度增加，静水压力增大，结构面抗剪强度降低，从而导致坡体失稳。

青龙山斜坡不稳定的影响因素可分为自然因素和人为因素两类。自然因素主要为坡体物质结构和大气降雨等，大气降雨是最主要的诱发因素之一；人为因素主要是建房、修路切坡。切坡往往形成高陡临空面，破坏了坡体应力平衡条件，造成临空面的应力集中，从而降低坡体稳定性。其中该斜坡的物质组成是主要的内在因素，而红粘土的特性成为致灾最直接的影响因素。

2.3 红粘土的不利影响

红粘土对青龙山不稳定斜坡的不利影响主要表现在两方面：红粘土的胀缩性与弱透水性。红粘土沿坡面分布，干旱季节其表层易失水收缩变形，抗剪强度受裂隙影响而降低，多雨季节红粘土虽膨胀势能较小，但红粘土充当了松散孔隙水的隔水底板，长期的湿化又导致表层红粘土软化后更加滑腻，经反复的干湿交替影响，红粘土表层会形成抗剪强度低的薄层滑带，从而降低坡体稳定性。

根据变形破坏模式，青龙山不稳定斜坡沿红粘土与基岩接触面的滑动变形迹象不明显，但不排除滑动的可能，因为底部红粘土受岩溶水的影响湿度大、抗剪强度相对上部低，亦容易形成滑面。

3结语

红粘土为碳酸盐岩系红土化后的产物，大多直接覆盖于碳酸盐岩系之上。武汉市红粘土分布范围小，厚度一般不大但极不均匀。红粘土作为特殊性土，有别于其他土类的特征主要是颜色红、上硬下软、表层易收缩且裂隙发育。基于这些特性，建筑工程应尽量避让红粘土地裂密集带或深长地裂地段；红粘土若作为建筑物的浅埋基础持力层，在满足大气急剧影响深度的条件下应尽量利用浅部硬壳层，但需验算下卧层；红粘土之下的碳酸盐岩层面往往起伏很大，在施工嵌岩桩与抗滑桩时建议进行施工勘察。总之，在城市建设与地质灾害防治中应高度重视红粘土。

参考文献

［1］ 工程地质手册编写委员会.工程地质手册［S］.第四版.北京：中国建筑工业出版社，2007.

［2］ GB 50021—2001，岩土工程勘察规范［S］

［3］ 黄波，汤旻烨.武汉市江夏区实验高级中学青龙山不稳定斜坡应急勘查与治理工程设计［R］.武汉：湖北省地质环境总站，2010.