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水化学环境对土体宏观性质影响的细观结构分析 作者 摘要：水土相互作用能够通过物理化学作用使土体的化学组成、空间结构、物理力学性质发生改变，在分析水动力造成土体性质变化的时候，水化学环境从微观层面对土体性质的影响也起着重要作用。本文从土体细观结构的角度，在水化学环境中中对水土相互作用及其产生的影响进行了机理分析和综述，以及对水文地质中土体宏观性质变化的典型实例进行了原因的解释和分析，并在此基础上提出有利于工程建设适应土体性质变化的发展建议。 关键词：水化学环境;土体性质;细观结构;水文地质 The Influence of Hydrochemistry Environment on Soil Macro-properties Based on Micro-structure Analysis Authors Abstract: Chemical composition, space structure and physical-mechanical properties could be changed by soil-water interaction through physicochemical reaction. It is important to analyze the influence of hydrochemistry environment on soil property in micro-structure when changes of soil property for hydrodynamic force are discussed. In this paper, the influence of hydrochemistry environment on soil macro-properties were analyzed in action mechanism based on soil micro-structure and also reviewed. Hence the change reasons of soil macroscopic properties of hydrogeology could be explained and analyzed, and development suggestions were put forward to fit soil property changes. Key words: Hydrochemistry environment; Soil property; Micro-structure analysis; Hydrogeology 1 引言 随着地质灾害越来越频繁的发生，如滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降等等，在分析其产生是自然因素还是人为因素的时候，人们也开始思考这些地质灾害所涉及到的水土相互作用的机理和规律，以及由此而产生的土体性质变化的原因。除此之外，河口泥沙沉积、土壤盐渍化、海水入侵、海水侵蚀等，土体性质也都在水化学环境下受到不同程度的影响，从而在宏观上表现出变形、强度的变化、体积应变变化等规律。水体与岩土体间复杂的物理化学作用必然引起二者物质成分、性质和状态的变化[1]。水土相互作用不管是短暂迅速的还是长期缓慢的，水化学环境及其变化对土体性质的影响是显著的[2]。工程建设、城市发展、资源开采等人类活动和一些自然地质灾害，都大大影响水土相互作用的水化学环境，使原有的土-水-电解质平衡系统不断调节达到一种新的动态化学平衡，从而导致土体的力学平衡和物质稳定性发生变化[3]。 水土作用的概念是基于水岩相互作用概念基础上提出来的[4]，它的研究目的最初是水土相互作用对土的物理力学性质影响的研究[5]，但是所涉及到的学科很多，因素复杂，因此概念含义以及最终目的又有着相互的差别。而在此讨论的是水化学环境下水与土之间的相互作用，以及这种作用对土体宏观状态和性质的影响。 2 水土相互作用研究进展 从环境污染的角度看，在上个世纪70年代中后期开始就有土-水溶液系统间污染物的转化、迁移、降解、吸收、扩散等的研究，利用水土间的相互作用达到降低或消除污染物浓度的目的。如Payne, K.Pickering, W.F.等[6]研究了高岭粘土对溶液中铜离子的吸附与浓度的影响；Farrah, H.Pickering, W.F.等[7]研究了不同类型的黏土（高岭石、伊利石、蒙脱石）对重金属Cu，Pb，Zn，Cd等离子的吸附；Hemans J[8]进行了防止污染物质进入水体与土体的方法，以及己破坏的土体再生利用可能性的研究；李琦[9]等对造纸厂废碱液污染过的土壤进行了研究，发现其化学成分，物理力学性质及强度均发生了变化，并归纳出污染离子