浅析红土的研究进展

浅析红土的研究进展

红土作为一种特殊的土体，越来越引起人们的关注。文章对红土的概念、分类、工程地质性质等方面的不同观点作了较为详细的论述与总结，从而提出了目前红土研究中存在的问题及未来研究重点。

标签：红土；概念；分类；工程性质

1 什么是红土

许多学者曾不同程度地对红土的定义进行了阐述。但是始终未形成一个严谨的、统一的文字描述，但各家的说法大同小异，归结起来可概括为以下几点：

（1）主要形成于热带、亚热带湿润的气候条件下；（2）经历了红土化作用；（3）以红色为基色；（4）形成于特定的地质历史条件，中更新世（Q2）由于冰期的作用，红土广泛分布；（5）是一大类特殊性质的土。

2 红土的分类

对于红土的分类，不同的学者看法不尽一致。

Martin和Doyne从粘粒硅铝比的角度對红土进行分类[1]。将硅铝比小于1.33的归为真红土；1.33和2之间的叫红土性红土；大于2.0的称为非红土性热带风化土。

Jaques de Medina和D’Hore[1]等采用硅和倍半氧化物的比值来定义红土和进行化学分类。结果如表1。

卞富宗[2]根据黏矿土物颗粒表面的铁衣厚度，把生成的土分为红土和红土性土，并认为红土和红土性土仅就岩浆岩经热带风化作用而形成的残积、坡积土而言。

但是这几种方法都忽略了红土母岩、地形、气候等不同产生的影响，而且硅铝比值、硅和倍半氧化物的比值、铁衣厚薄本身就是极不严谨的参数[3]。

屈儒敏，梅世龙[4]根据红土的化学成分把红土分成三大类：真红土；红土性土；非红土性土。又依母岩、成因和工程特性进一步分出若干亚类。

高国瑞[5]依据工程地质性质把中国红土分为三类：灰岩风化残积型，岩浆岩风化残积型，冲洪积堆积型。

这两种方法考虑了母岩对红土物质成分的影响，又依研究对象划分了若干亚类。但是缺乏不同母岩之间红土的对比，忽视了红土化作用的影响。

林宗元[6]在此基础上又考虑了红土化作用最后产物的物理性质及成因、成土母质的差别，把红土分为三大类：I型红粘土；II型含砾含砂粘性土；III型网纹红土。但没能反映出红土的微观结构特点。

符必昌[7]从红土化成度出发，把红土划分成块状红土、散粒红土、红土、超固结红土和铝土矿五种基本类型。这五种类型已具有明确的矿化成分、微观结构形态及相应的工程地质性质的含义。但这只是质的规定，还须随研究程度的深入并按需要再划分相应的亚类，使质进一步量化而趋于客观和准确。

对于红土的分类，不同学科有不同的观点。1986年红土工程地质研究座谈会上，众多专家就红土分类进行了专门讨论，并一致认为应坚持工程地质观点和我国实际情况对我国红土进行分类。

3 红土的工程地质性质

红土是一种十分复杂的特殊土，从工程地质观点将其列为特殊土是因为它具有特殊的性质。工程地质性质是红土研究中研究得最多的一个方面。

韦复才[8]认为红土工程地质性质中最重要的一个特征是“四高三大两低两小一中一弱”。即天然含水量、孔隙比、液限及抗剪强度较高，容重、饱和度、比表面较大，压缩、交换容量较低，透水性、崩解性较小及中-弱胀缩性。

不同地区红土的工程地质性质差别很大。孔隙比和塑性：碳酸盐岩和玄武岩地区分布的红土明显高于花岗岩、碎屑岩地区；分散度：北方红土远远低于南方红土；膨胀性：广西最大，云南最小，贵州介于两者之间[9]。大多数的学者认为，这种地区性差异，主要是成土条件不同导致的。

从工程地质性质不难看出，红土的物理性质差（含水量高、孔隙比大、密度低等），但是力学强度却较高，这种有悖常理的属性，是红土中含有较多的游离氧化物，特别是游离氧化铁造成的。游离氧化物的存在对红土的工程地质性状有重要作用，从已有的研究来看，它们越来越引起人们的重视。

黄绍荣[10]指出，红土中Fe2O3的含量比一般土高几倍至十几倍，而其中约70%呈游离态。

罗鸿禧[11]通过红土去铁及粘土加铁对比试验，研究了氧化铁对红土含水量、孔隙比和力学强度等的影响，认为游离氧化铁的存在使红土含水量高，孔隙比大，但力学强度仍然较高，即存在所谓物理指标和力学参数相互矛盾的现象。

马琳[12]通过扫描电镜图片从微观的角度定性的验证了在其他条件一定的前提下，红土中游离氧化铁含量越高，土颗粒的团聚度越高，土的强度也越高。

红土主要的工程地质问题是具有一定的胀缩性、底部常有软土和土洞分布、

易引起地基变形和地面塌陷。

王泽丽[13]认为红土的胀缩性与粘粒含量有关，粘粒含量越高，胀缩性越强。不同母岩的红土胀缩性有差异：碳酸盐岩红土胀缩性比玄武岩红土强。这可能与其机械组成有关。

廖义玲[14]认为天然状态下，碳酸盐岩红土收缩明显，膨胀不强，但反复胀缩之后，尤其干燥脱水固结会改变胶态连结特征，产生不可逆性。

周龙茂[15]认为网纹红土的工程地质性质优于其它的黏性土，更适合作为构筑物的地基资源。但长期以来，习惯性地将其当作“一般黏性土”对待，这是对优质地基资源的极大浪费，同时增加了工程的基础造价。

韦复才[16]以桂林某综合教学大楼为例，认为岩溶地区红土通常可满足承载Ⅱ类建筑物的要求，一般不会出现承载力不足的问题。

4 待解决的问题

从目前的情况来看，红土各方面的研究已经取得了很大的进展，但仍有很多问题需要研究与探讨。

大多数文献中均承认了红土化作用是红土形成的关键。然而，红土化作用的具体过程；不同地区强度的差异；红土化作用发生的时期等还不是很清楚。

在红土工程性质的研究方面，更多的是零散的、小范围的研究，缺乏系统性的对比，没有一张全国性的不同地区的红土分布图，因此对红土地区地基的勘察还不能做到分区分类，从而导致在有红土覆盖地区的地基承载力确定中，要么保守，要么冒险。对于红土微观层次的研究一直停留在定性的基础上，微结构量化这一方面远远不够。此外，尽管对红土中的游离氧化物已经做了大量的研究，但是由于受试验方法和仪器设备的限制，仍有很多問题存在疑问。

参考文献

[1]S.M alomo.“红土”一词在工程地质领域中的用法[A].国外工程地质研究[C].郑秉仁，屈儒敏译.北京：地质出版社，1986.

[2]Portugues Studies on Engineering Properties of Lateritic Soils. proc. of the Specialty Session[J].7 7th IC-SMFE，vo1.2，1969.

[3]赵其国.我国红壤现代成土过程和发育年龄的初步研究[J].第四纪研究，1992（4）.

[4]屈儒敏，梅世龙.红土与红黏土[J].水文地质工程地质，1987，3（7）：13-17.

[5]高国端.中国红土的微结构和工程性质[J].岩土工程学报，1985，7（5）：10-21.

[6]林宗元.试论红土的工程分类[J].岩土工程学报，1989，11（1）：85-96.

[7]符必昌.红土化作用及红土的工程地质分类[J].云南地质，1997，16（2）：197-206.

[8]韦复才.桂林红土的工程地质性质及其主要工程地质问题[J].吉林大学学报（地球科学版），2005，35（6）：775-781.

[9]韦复才，唐健生.我国红土工程地质研究进展及今后主要研究方向[J].矿产与地质，2005（19）：568-572.

[10]红土问题——红土工程地质研究座谈会述评[J].水文地质工程，1986，4（6）：9-11.

[11]罗鸿禧.游离氧化铁对红色粘土工程性质的影响[J].岩土力学，1987，8（2）：29-36.

[12]马琳.红土中游离氧化铁作用的试验研究[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2007，2（1）：53-57.

[13]王泽丽，苏怀.滇东喀斯特高原红土干湿胀缩特性[J].贵州农业科学，2015，43（7）：190-192.

[14]廖义玲.从岩溶作用认识碳酸盐岩红土的胀缩性[J].中国岩溶，2000，19（4）：342-346.

[15]周龙茂.江西网纹红土工程地质研究现状及展望[J].勘查与测量，2008，26（6）：781-783.

[16]韦复才.岩溶地下径流带红土地基的勘查评价[J].水文地质工程地质，2006，5（1）：38-41.

*通讯作者：高宗军（1964-），男，山东泰安人，山东科技大学地球科学与工程学院，博士（后），教授，博士生导师，主要从事水工环地质的研究工作。