人为土的工程分类与利用研究.pdf

Journal of Engineering Geologyエ程地质学报1004-9665/2010/18(3)-0363-08
人为土的工程分类与利用研究
姜洪涛施斌≌刘瑾
(①南京大学地理与海洋科学学院南京210093)
(②南京大学地球科学与工程学院南京21003)
摘要为了系统地了解和掌握人为土的工程性质,更好地开发和利用人为土,本文对人为土进行了比较系统的研究,定义
了人为土的内涵,分析了人为土的成因,确立了人为土的分类原则,建立了人为土的工程分类和利用体系。根据人为土的成
因,将人为土分成二个大类,五个亚类和十一个种类,并对每一类土的内涵、基本原理、工程性质及其优缺点等进行了详细的
分述,在此基础上,提出了各类人为土的工程利用方案和适用范围。研究成果为人为土的研究和工程利用提供了理论基础。
关键词人为土工程分类成因利用
中图分类号:P642.13文献标识码:A
ENGINEERING CLASSIFICATION OF ANTHROSOLS AND ITS APPLICA-
ITION
JIANG Hongtao)SHI Bin LIU Jin
(Othe School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093
(The School of Earth Sciences and Engineering, Naning Uniersity, Naning 210093)
Abstract Anthrosols are a group of soils that have been heavily modified due to human activities. Thi
studies systematically the anthrosols for understanding their engineering property and application. The connotations
of anthrosols are defined, and their origins are analyzed. The classification principle of anthrosols is proposed, and
an engineering classification and application system of anthrosols is established. Based on their origins, the anthro-
sols are classified into two types, five subtypes and eleven categories. Their connotation, basic principle, engineering
property and disadvantage are introduced in detail. Finally the engineering utilization and application scope of each
category of anthrosols is presented. These research results provide a theoretical basis for further study and applica
tion of anthrosols
Key words Anthrosols, Engineering classification, Origin, Application
科文粮农组织(FAO- UNESCO)正式出版的世界土
1引言
壤图图例修订本中,并将人为土定义为:由于人类活
动诸如搬运或搅动表层土壤、挖土或填土、长期增添
人为土的概念最早出现在1988年的联合国教有机质和连续灌溉等活动,造成原有土壤层次被明
收稿日期:2009-09-01;收到修改稿日期:2009-12-11.
甚金项目:国家自然科学基金资助项目(40672181)和国家自然科学基金重点项目(40730739)资助
第一作者简介:姜洪涛,主要从事环境地学研究,Emi;jianghongtao@ismail..comn
ournal of Engineering Geology工程地质学报2010
显改变或埋藏的土壤,2。显然,相对于1974年多样化的基础设施,因而对承载城市的土体产生深
Bockheim提出的城市土壤而言,这一定义要宽泛得刻影响,2
多,它包含了城市土壤。
事实上,入为土的成因十分复杂,但从宏观的角
20世纪80年代后期人为土的研究在土壤学界度分析人为土的成因,大致可以分为以下几个方面:
得到快速发展,德国、美国法国等国家开始进行
(1)土的工程性质被人为主动地发生改性。在
系列的城市人为土壤调査研究工作并且成立了相应土的工程性质不能满足工程要求的情况下,人为地
的城市土壤工作组(3?
通过物理的、化学的、生物的方法,改变土的工程性
目前人为土的研究主要在农业土壤学领域中人质,以满足工程的需求,如各类加筋土、石灰土、
为土壤与周围环境、水质、空气的关系和人为土壤的水泥土等;
恢复等方面,而对人为土的工程性质和工程应用研
2)土的工程性质被人为被动地发生改变。原
究,除本课题组开展了一些相关工作外,还没有系统土体的工程性质在人类活动的影响下被动地发生变
地展开?
化,如大量的人工填土、污染土等。尤其在国家城市
事实上,在岩土工程和工程地质领域中,人们为化和工业化飞速发展过程中,土体将不断地被反复
了提高自然土的工程性质和充分利用固体废弃物,利用,从而在很大程度上改变了其工程性质,如一些
在工程实践中已采取了各种物理的、化学的手段和城市道路和管道处的土体在改造和设施维护过程中
方法,通过技术革新,对自然土的工程性质进行改善不断被扰动;
和提高,如加筋土,石灰土等,以满足各类工程建设
3)人为制造的一类“土”。这类“土”其实不
的需求,并产生了大量的技术和应用成果。但到是真正的士,但具有土的功能。目前这类土主要包
目前为止,人们还没有对这些经过人为改造和改性括在城市改造、工业、矿山、能源开发和城镇居民生
后的工程土进行系统的总结和分类,并上升到理论活中,产出了大量的固体废弃物如废渣、工业废料
的高度来指导工程实践,普遍存在缺乏针对性,缺乏建筑垃圾废墟、生活垃圾等2?,和为了满足某种工
科学性和缺乏系统性'?。因此,为了系统地了解和程的特殊需要,通过采用一些新型材料制造成的
掌握人为土的成因和工程性质,更好地开发和利用些类土类材料,如:各种轻质土,由废旧汽车轮胎切
人为土,作者在国家自然科学基金的资助下,对人为碎后制成的“橡皮土”等。这类“土”中,一般含有少
土进行了比较系统的研究,初步建立了一个人为土量自然土或不含自然土,但它们作为土的功能被广
的工程分类体系。
泛地应用到各类基础工程的地基中。
显然,上述三个方面成因的人为士,其工程性质
2人为土的定义和成因
与自然土有很大的不同,具有成分复杂、一定的环境
效应、性质多变和不均匀性等特点,这些特点作者已
从工程属性给人为土定义为:在人类和工程活作过比较详细的论述,不再累赘。
动中,被搬运、排放、混杂、充填、填埋和污染的土体
和固体废弃物以。在本文中,作者将各种类土类材
人为土的分类原则
料,如轻质土等也归入