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沙漠砂的工程地质特性

发布时间: 2021-03-02 02:00:28

A. 细砂和中砂的工程地质描述应该分别从哪些方面怎么说,越详细越好,谢谢

有很多成因,风积、湖相沉积、河相沉积、海相沉积等等,这些比较常见。工程地质中描述多为 颜色、湿度、包含物、矿物组成、级配(分选性)等等,一般情况下是有试验数据的(筛分或颗粒分析试验)

B. 简要介绍一下沙漠它有哪些特性,大多数沙漠都在哪里

沙漠是指沙质荒漠,地球陆地的三分之一是沙漠。因为水很少,一般以为沙漠荒凉无生命,有“荒沙”之称。和别的区域相比,沙漠中生命并不多,但是仔细看看,就会发现沙漠中藏着很多动物,尤其是晚上才出来的动物。
沙漠地域大多是沙滩或沙丘,沙下岩石也经常出现。泥土很稀薄,植物也很少。有些沙漠是盐滩,完全没有草木。沙漠一般是风成地貌。
沙漠里有时会有可贵的矿床,近代也发现了很多石油储藏。因为沙漠少有居民,所以资源开发也比较容易。沙漠气候干燥,但它却是考古学家的乐居,因为在那里可以找到很多人类的文物和更早的化石。
全球的沙漠占陆地的百分比:全世界陆地面积为1.62亿平方千米,占地球总面积的30.3%,其中约1/3(4800万平方千米)是干旱、半干旱荒漠地,而且每年以6万平方千米的速度扩大着。而沙漠面积已占陆地总面积的10%,还有43%的土地正面临着沙漠化的威胁。
世界十大沙漠

被雪覆盖的沙漠:塔克拉玛干沙漠
塔克拉玛干沙漠是世界上大型沙漠俱乐部成员之一,从面积上来看,它在众多非极地沙漠中位居第15位。它位于塔里木盆地,沙漠覆盖面积为270000平方公里。塔克拉玛干沙漠的北缘和南缘都有丝绸之路的支线穿过。
2008年,这片“中国沙漠之最”经历了有史以来最大的降雪和最低的气温,雪连降了11天。整片沙漠都被冰雪覆盖,在沙漠中这样大规模的降雪还是非常罕见的。
蓝湖沙漠:巴西的拉克依斯-马拉赫塞斯
巴西拥有世界上最大的热带雨林,全球30%的淡水资源都储备在这。在这样一个国家我们居然也能找到沙漠,实在难以置信。拉克依斯-马拉赫塞斯国家公园位于巴西北部的马伦容州,占地面积300平方公里,公园内遍布雪白的沙丘和深蓝的湖水,堪称世界一绝。
但为什么沙漠中又会出现蓝湖呢?这片沙漠与众不同之处就在它的降雨量,虽然貌似沙漠,但其年降雨量可达1600毫米,是撒哈拉沙漠的300倍,雨水注满了沙丘间的坑坑洼洼,形成清澈的蓝湖。在干旱季节,湖水完全蒸发掉了。而雨季过后,湖中却不乏各种各样的鱼类、龟和蚌类,好像它们一直就没有离开过似的。对此有两种假设:一种说法是,它们的蛋或卵就埋在沙子下面,雨季来了,就孵化而出;另一种说法,是“不辞辛苦”的鸟类将它们的蛋或是卵一趟趟地带过来的。
最大的盐沙漠:玻利维亚的乌尤尼盐原
盐原可以算是玻利维亚的标志性景观了。位处高原之中,沙漠广阔且近乎平坦,与天空浑然一体。沙漠中,有几个湖,由于各种矿物质的作用,湖水呈现出奇怪的颜色。
四万年以前,这片地区曾是史前巨湖明清湖的一部分。之后,湖水干涸,剩下两个大咸水湖:普波湖与乌鲁乌鲁湖,以及两大盐沙漠,即乌尤尼盐原与科伊帕萨盐原,其中前者较大。从面积上看,乌尤尼盐原是美国博纳维尔盐滩的25倍。据估计,这里的盐量大100亿吨,目前,每年的开采量不到25000吨。
埃及的“白色沙漠”
到埃及法拉法拉绿洲旅游,绝对不能错过的一大景观就是“白色沙漠”。沙漠位于法拉法拉以北45公里处。这里的沙子呈奶油一样的雪白色,和周围的黄色沙漠形成鲜明的对比。
鲜花盛开的沙漠:智利的阿他加马沙漠
阿塔卡马沙漠位于南纬29度线以北,占据了智利领土很大的一部分。沙漠位于安第斯山脉以西,并沿着南美大陆的太平洋海滨呈长条状。可是,到了南回归线靠近安托法加斯塔一带,海雾带来了大量的水分,为沙漠中的植物生长提供了必要条件。多亏了海雾和“储水”的本领,许多植物存活了下来。在干旱的年份,为了生存、繁殖,生长会被推迟。
6.纳米比亚的纳米比沙漠:有大象的沙漠
纳米比沙漠位于非洲的南部,它没有北边的撒哈拉沙漠面积大,但是却更加令人印象深刻。
已变成化石的远古树木屹立在纳米比沙漠的死亡谷中,它们背后是红色的沙丘。纳米比亚这个国家正是因纳米比沙漠而得名。纳米比沙漠位于南非的西海岸线上,即众所周知的骷髅海岸(Skeleton Coast),这条荒凉的海岸线上到处都是失事船只。纳米比沙漠被认为是世界上最古老的沙漠,它还拥有全球最高的沙丘,其中一些竟然高达300米,这些沙丘环绕在索苏维来(Sossusvlei)周围。
另外,如果够幸运的话,你能看到纳米比沙漠中的大象,它也是世界上唯一一处能够看到大象的沙漠。
作为世界上最古老的沙漠,纳米比沙漠地区有很多动物和植物的化石。多少年来,纳米比沙漠像磁石一样吸引着地质学家们,然而直到今天,人们对它依然知之甚少。
澳大利亚辛普森沙漠:红色的沙漠
澳大利亚辛普森沙漠因其鲜艳的红色闻名于世。这里由于铁质物质的长期风化,使沙石裹上了一层氧化铁的外衣,于是,一望无垠的沙漠便成了一团火,在阳光照耀下显得壮丽异常。
埃及黑色沙漠:沙漠中的黑色石头
埃及的黑色沙漠就位于法拉夫拉白色沙漠东北100公里远的地方,它所在的地区是火山喷发所形成的山地,那里到处都是黑色的小石头。不过这些石头的颜色并没有人们想象的那样黑,呈棕橙色。
南极洲:最干燥却也是最潮湿的“沙漠”
南极洲有着世界上最极端的气候,长久以来,这片大陆一直无人居住,因为那里实在太冷了。1983年,科学家记录下了那里的极端低温:华氏零下129度(约合摄氏零下89度)。南极洲是世界上最干燥的地方,同时也是最“湿润”的,说它湿润并不是因为其降雨量大,而是因为它98%的面积都被冰雪覆盖。南极洲每年的降雨量不足5厘米,因此它也可以称得上是“沙漠”。
世界上最大的沙漠:撒哈拉沙漠
撒哈拉沙漠面积为860万平方公里,是世界上最大的沙漠,占据了北非大部分地区。大约有4百万人居住在这里。撒哈拉覆盖了西撒哈拉、阿尔及利亚、利比亚、埃及、苏丹、乍得、马里以及毛里

C. 沙漠里的沙能否用于土木工程

这个要区别对待,土木工程用砂部位不同,对砂的质量要求也不一样。
1.混凝土结构用版砂,要满足混权凝土配合比设计的要求,砂子的级配、强度、含泥量等要满足规范要求。
1.1级配。就是粗细程度和粗细颗粒的搭配。沙漠里的沙偏细的多。
1.2强度方面:如果沙子不够坚固,会影响混凝土质量。沙漠里的沙子风化程度不一样,有的不够坚固。
1.3含泥量:沙漠里黄灰飞扬,沙子含泥相对为多,不适合直接使用,我楼上的说法显然外行
2.其他土木工程用砂,如果沙漠中的砂能满足规范要求,同时离施工地点又比较近,运距合理,就可以用于土木工程施工。比如台北回填施工、软基换填施工、砂箱地基施工等。

D. 毛乌素沙漠风积砂力学特性的研究

由于土是岩石风化而成的碎散矿物颗粒的集合体,土一般含有固、液、气三相,在其形成的漫长的地质过程中,受风化、搬运、沉积、固结和地壳运动的影响,其应力应变关系十分复杂,并且与诸多因素有关。一方面,土的应力应变特性具有非线性、弹塑性和剪胀(缩)性等特点;一方面,土的应力应变特性受3S影响较大,即:应力水平(stresslevel)、应力路径(stress path)和应力历史(stress history)[46]

(1)应力水平

所谓应力水平一般有两层含义:一是指围压的绝对值的大小;二是指应力(常为剪应力)与破坏值之比,即S=q/qf,这里应力水平是指围压。

中密砂在不同围压下的三轴试验曲线中随着σ3增加,砂土的强度和刚度都明显提高,应力应变关系曲线形状也有变化。在很高围压下,即使很密实的土,也与松砂的应力应变关系曲线相似;没有剪胀性和应变软化现象。

应当指出,土的抗剪强度τf或qf随着正应力σn或围压σ3增加,但破坏时的应力比或者砂土的内摩擦角φ则常常随着围压的增加而降低。

土的变形模量随着围压而提高的现象,也称为土的压硬性。由于土是由碎散的颗粒所组成的所以围压所提供的约束对于其强度和刚度是至关重要的。这也是土区别于其他材料的重要特性之一。简布(Janbu)在1963年用下式表示土在三轴试验中初始模量Ei与围压σ3之间的关系: 式中:K、n为试验常数;Pa为大气压,与σ3量纲相同。这个公式后来为许多本构模型所应用。

(2)应力路径

中密砂的真三轴试验中σ3保持不变,中主应力不同(每个试验的b为常数)的试验表明,随着中主应力的增加,曲线初始模量提高,强度也有所提高,体胀减少,应变软化加剧(图1.1)。

图1.1 不同中主应力时偏差应力(σ1-σ3)与轴应变和体应变εv的关系曲线

(3)应力历史

应力历史既包括天然土在过去地质年代中受到的固结和地壳运动作用,也包括土在试验室(或在工程施工、运行中)受到的应力过程。对于粘性土一般指其固结历史。如果粘性土在其历史上受到过的最大先期固结压力(指有效应力)大于目前受到的固结压力,那么这就是超固结粘土。如果目前的固结压力就是其历史上最大固结压力,那么它就是正常固结土。如上所述,土的流变性使粘性土在长期荷载作用下,尽管历史上固结应力没变化,但由于次固结使土表现出超固结的性状。这也是一种应力历史的影响。

针对砂土的应力应变关系曲线具有应力路径相关性,在相同的起始和结束应力状态下,所经历的应力路径不同,砂土的应力应变关系明显不同。在实际工程中,不同施工阶段不同部位的土体经历的应力路径是不同的,从而导致土体的应力应变关系及强度的复杂多样性。目前土工数值计算中常用的土体本构模型大多建立在常规三轴试验的基础上,其模型参数也是基于简单的试验。但是,常规三轴试验仅能反映土体在三轴压缩条件下的强度与变形特性,对于其他的应力路径则无能为力。另外,在很多土体本构模型中,都采用了经典的应力剪胀理论,研究表明该理论由于忽略了砂土内在状态的影响,而无法应用于砂土的模拟。因此,如何通过一些试验手段对真实应力路径进行有效地模拟,从而再现土体的强度与变形特性,是一个重要的研究课题。

目前关于毛乌素沙漠风积砂基本力学特性的研究,也多是基于为了解决某一实际工程实践中所遇到的问题而做的少许点上的采样和试验工作,采用的试验方法有击实试验、压缩试验、直剪试验,而能反映土体在三轴压缩条件下的强度与变形特性的三轴试验则较少。而对毛乌素沙漠风积砂不同应力路径下的应力应变关系方面的研究则属空白。如何对毛乌素沙漠风积砂真实应力路径进行有效地模拟,从而再现土体的强度与变形特性,是目前亟待解决的重要问题。

E. 工程地质特征

工程地质特征对注浆材料的选择和注浆量的确定尤其重要,因此,在注浆施工前回,必须搞清楚所注地层答是砂层、粘土层、淤泥层,还是砂卵石层、断层破碎带。对于砂层,要进行筛分试验,确认砂层是粗砂、中砂,还是细砂、粉细砂。对地层空隙率、裂隙度要通过试验,或者采取工程类比法进行确定。

F. 沙漠的特征

沙漠地区温差复大,平制均年温差可达30-50℃,日温差更大,夏天午间地面温度可达60℃以上,若在沙滩里埋一个鸡蛋,不久便烧熟了。夜间的温度又降到10℃以下。由于昼夜温差大,有利于植物贮存糖分,所以沙漠绿洲中的瓜果都特别甜。

沙漠地区风沙大、风力强。最大风力可达10-12级。强大的风力卷起大量浮沙,形成凶猛的 风沙流,不断吹蚀地面,使地貌发生急剧变化。

G. 沙漠是土壤吗 是砂土类土壤吗

你好,下面是沙漠的泥土特点,你看下,希望对您有帮助。泥土 干燥地区专的泥土有很多矿物质,很少属有机肥料。重覆的水储积把有的土壤变成盐性层。盐溶液里沉淀的碳酸钙可以把沙粒和石子沾成50米厚的“水泥”。 硝石层是沙漠土壤常见的红棕色到白色层。硝石层一般成块,或者裹在矿物颗粒外面,是由水和二氧化碳之间复杂的互作用中形成的。二氧化碳来自植物根部,或者有机品腐烂的副产品。气候炎热,早晚温差大。

H. 砂岩的工程地质性质

不同的砂岩其工程地质性质有所不同。硅质砂岩强度高,抗风化能力强;泥质砂岩吸水性大,易软化,强度和稳定性差;钙质砂岩强度和稳定性介于硅质砂岩和泥质砂岩之间。

I. 沙 与 砂 在地质上的区别

砂不单独使用,经常为词语出现,比如砂岩,粉砂岩,细砂岩。由小的颗粒聚集成为集合体。
沙就是指不是以集合体存在的,都是分散的,成颗粒状的。像沙子等等

J. 毛乌素沙漠地质环境条件研究

关于沙漠地质环境条件方面的研究,最早起始于19世纪末有关风沙地貌学的研究。起初主要是国外旅行家或探险家对沙丘形态等进行简单定性的描述与分析,研究区域主要涉及撒哈拉沙漠、南亚次大陆、阿拉伯半岛、卡拉哈利沙漠和中亚地区沙漠等。其后Bagnold在1941年出版了经典著作“The Physics of Blown Sand and Desert Dunes”[4],为风沙地貌学、风沙物理学理论体系的形成奠定了基础。此后,风沙地貌学研究日渐完善,研究方法、手段变得多样化,研究结果定量化,研究区域扩大化(几乎涵盖世界上所有沙漠地区)。研究内容包括:沙丘(沙漠)起源、沙区风沙情况及沙丘(沙漠)分类及演化等。对沙漠化的原因、风沙的物质来源、沙漠化的扩展、沙区环境演变与风况的关系及沙区输沙量与风况的关系等进行了研究。上述研究成果使得人们对风沙地貌的特征、成因、分布、演变等有了较为清晰的认识。

在新中国成立前的半个世纪内,对毛乌素沙漠的研究多集中于地质学和环境演变方面,但多为基于资料收集和初步分析的阶段,且主要是由一些国外学者利用野外考察所得的材料和印象对本地区的自然情况进行了初步报道,还未出现关于该地区的区域性研究论著。

新中国成立后对毛乌素沙漠的研究进入了一个新阶段,20世纪50年代开展的大规模地质勘探与考察对该地区的地质学研究不断深入。1962年,北京大学地理系与中国科学院治沙队共同组成了毛乌素沙区综合考察队,对毛乌素沙地进行了综合考察,内容涉及风沙来源与荒漠化问题、气候、水文、植被、土壤、土地分类与评价、农林牧生产等各个方面,主要对毛乌素沙地进行了较为宏观层面上的研究。

80年代毛乌素沙地的荒漠化问题逐渐成为人们关注的焦点。研究着重于植被生态学,其次为环境演变与历史地理、草地建设与畜牧业发展,荒漠化等问题再次之。国内学者对毛乌素区域地理、地质构造及沙漠的形成、分布、运移及其发展规律方面有所研究。北京大学地理系与中国科学院治沙队在以前研究的基础上出版了《毛乌素沙区自然条件及其改良利用》,该书对该区土壤的形成、分布及分类进行了简要的阐述,并对沙区土壤的机械组成和化学成分进行了一些初步研究。朱震达[5,6]、朱震达等[7,8]指出现今的毛乌素沙漠是历史时期形成的,其沙漠化过程大约延续在唐代后的千余年间,并由西北向东南逐渐推进。

90年代的研究主要围绕环境演变和历史地理方面的问题,着重于毛乌素沙漠的形成、演变与成因问题以及一些时期的古环境重建,与80年代以前相比,这个时期的研究在研究尺度上开始向微观与宏观两个方面发展。董光荣等[9~14]对鄂尔多斯第四纪特别是晚更新世以来的环境演变进行了研究,认为影响毛乌素沙地形成、演变的因素首先是冰期气候波动,其次才是新构造运动和人类不合理的经济活动。中国林业科学院等单位组织实施了“毛乌素沙区立地分类评价与适地适树研究”项目,对毛乌素沙地的乔灌木立地类型进行了研究[15],中国科学院植物研究所在毛乌素沙漠地区设立了鄂尔多斯草地沙地生态站,使得研究手段从以前的以地面调查为主走向定位研究;内蒙古草场资源遥感应用考察队伊克昭盟(现为鄂尔多斯)分队采用遥感技术与野外调查相结合的方法对鄂尔多斯高原的自然资源和环境进行了相关研究[16],以期研究监测沙漠化动态。史培军于1991年出版了专著《地理环境演变研究的理论与实践———鄂尔多斯地区晚第四纪以来地理环境演变研究》[17],对该地区的环境演变问题进行了进一步探讨。李保生等人[18]在萨拉乌苏河流域研究了新近命名的“米浪沟湾地层剖面”,该剖面记录了距今150ka以来毛乌素地区27个旋回的沙漠与河湖相和古土壤沉积发育的交替演变的历史。指出这种沉积模式是由过去亚洲冬季风与夏季风相互对峙、互为消长的作用而产生的结果。吴波等[19]分析了50年代以来毛乌素地区荒漠化发展及其时空特征,指出荒漠化迅速扩展主要是由于不合理的人类活动造成的,气候波动也有一定的影响。对于毛乌素沙漠成因问题的研究,虽然在初始沙漠化的发生时间及沙漠形成原因两个方面尚存在争论,但有关理论已趋于成熟,研究深度也较为深入全面,在不同成因观点的争论过程中对毛乌素沙漠地质环境条件的研究也逐渐趋于全面深入。

进入21世纪,随着各类工程向沙漠地区的发展,工程实践中开始遇到越来越多的与沙漠这一独特的地理单元有关的岩土工程问题和工程地质问题,有些问题变得日益突出,成为严重阻滞该区各类工程建设的瓶颈。在这些工程建设中,以公路工程建设居多,如新疆交通科学研究院等单位[20]和一些学者如彭世古[21]、任仓钰[22,23]、刘文白等[24,25],他们大多围绕甘肃、陕西、新疆等地沙漠地区特殊地质地段的公路建设技术开展了一些研究工作,多集中于公路设计、施工、养护技术和公路环境影响评价、路面材料与耐久性及沙害防治等问题的研究,获得了沙漠地区一些基础的工程力学指标和经验。出发点基本都是基于解决某一实际工程实践中所遇到的问题所做的一些基于点上的研究。目前有关砂土颗粒级配及矿物成分分析的一些试验一般只是为了满足单一工程的需要[26~28],而胶结状态、微结构分析等方面则几乎是空白。

对于毛乌素沙漠的层序地层学方面的研究资料还较为缺乏,仅有的极少数成果也只对较浅部地层的结构进行过一些研究[29],其着眼点在于研究全新世的古气候特征;而对于该区工程实践涉及深度范围内的地层结构缺乏应有的认识,仅有的一些认识也仅仅局限在个别场地[30],且其着眼点仅在于研究剖面土壤水分动态。侯光才等[31]出版的《鄂尔多斯盆地地下水勘查研究》对鄂尔多斯盆地地下水的赋存条件、循环机理和地下水资源特征等方面进行了系统研究,其中涉及毛乌素沙漠地下水资源环境部分的研究是目前该方面较为系统深入的研究成果,对毛乌素沙漠的含水层结构也有着较为深入的认识。

综观国内外的研究历史及现状可以看出,研究成果多集中于古人类和考古文化、植物学、农牧业生产、生态学及地质学等领域,使我们对毛乌素沙漠的成因、水文水资源及土壤资源等,气候、沙漠和沙漠化问题有了一定认识,对毛乌素沙漠的区域自然地理概况有了初步的了解,同时也在一定程度上从一些角度揭示了毛乌素沙漠地区的地质环境条件,这些研究成果虽然尚缺乏系统性,但还是为以后的研究工作奠定了一定的基础。

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