对上海地区泥炭化土特性研究

【摘 要】本文对上海地区的泥炭化土的研究，泥炭化土是指有机质土、泥炭质土、泥炭。而且阐述这种土体的分布规律及演变过程、泥炭化土在土工试验中特殊的物理力学性质、泥炭化土层的地质特征。

【关键词】泥炭化土；灼热损失；物理力学性质；有机质含量

0 前言

在上海邻交青浦，松江低洼地区，泻湖沼泽相Q43顶部与基底埋藏泥炭化土，埋深较浅，一般在0.8m～4.0m左右，局部发育，变化不稳定。而位于长江三角洲入海口，东南前缘的上海，地形平坦，河港密布，富含有机质，在全新世滨海平原Q41基底，暗绿色硬土层上局部分布泥炭化土，它与暗绿色土层一般呈突变接触，纵向埋深在24m、36m、40m左右，泥炭化土层埋深随着暗绿色硬土层的起伏而变化，形成年代也随之增大。

上述两种不同类型的沉积环境，泥炭化土的物理力学性质有着一定的共性和差异性，因此，针对该特殊土体展开全面的分析。

1 泥炭化土的成因

泥炭化土是一种特殊土地，是在一定的自然环境中的堆积物，是没有空气分解的植物遗体的堆积物，植物碎屑大，分解性差。这种堆积物因受到不同程度不同性质的改造，伴随机械沉积作用，化学沉积作用（碳酸钙的沉积，腐植酸的沉积），形成了特殊的土体，因土体随纵向和水平向应力状态的差异，分布具有局部性。

从沉积环境来分析。泻湖沼泽平原，地表水充足，生植物茂密，气候潮湿，湖沼洼塘密布，由于不同气候区，河水的流泄和蒸发状况差异，因而产生了植物大量死亡的堆积物，从而形成了地表浅部埋藏了大量的泥炭化土体。滨海平原，水量充沛，各种元素的活动性较强，伴随着地质运动，泥炭化土处于溺谷的深积环境中，一般埋深在20m以下，植物遗体堆积在溺谷底，经过一系列的氧化一还原作用，形成了灰黑色泥炭化土，呈局部分布。

2 泥炭化土的测定以及定名

泥炭化土的测定方法，本文介绍常用的两种方法：第一种：灼烧减量法：灼热减量法是指试样在一定适宜的温控范围下，按规范要求，在65℃～70℃的温控下，把该式样的水份烘干后，再磨碎把该试样放入950℃高温灼烧后失去的重量百分比；第二种：重铬酸钾容量法：用重铬酸钾标准溶液测定有机质含量。当有机质含量ζ≥5%时，可按下列原则定名：5%≤ζ≤10%时，定为有机质土；10%<ζ<60%时，定为泥炭质土；ζ≥60%定为泥炭。

经过大量试验认为：采用灼烧减量发测定结果偏高，偏高大小与土中存在的结合水和挥发性盐类的多少有关；而采用中重铬酸钾法测得有机质偏低，与熔液的化学反应过程有关，因此，只适用于有机含量不大于15%的土。

3 泥炭化土的物理力学指标

泥炭化土在上海地区是一种特殊的土体，分布具有区域性，因此，做了大量的收集资料工作，并进行筛选整理。分别给出了两种沉积环境下泥炭化土的含水率试验，密度试验，比重试验，固结试验，剪切试验，无侧限试验，有机含量的室内试验的物理力学成果。（注：含水率试验：对于有机质超过5%的土体，规定烘干温度在65℃～70℃；此次收集工作未收集到泥炭）

泥炭化土有机含量与天然状态下物理性指标的相关性。从表1，表2可知：两种不同沉积环境天然状态下物理性指标，都随着有泥炭化土机含量的升高，密度、比重、饱和度逐渐减小；而含水率、孔隙比随之增大；有机含量的多少直接影响泥炭化土体的矿物颗粒组成，结构状态以及土体的强度的变化。

4 两种不同沉积环境物理性质比较（表3）

5 两种不同沉积环境力学性质分析

5.1 压缩曲线特征分析

固结试验是测定土体在压力作用下的压缩特性，所得各项指标用以判断土的压缩性可计算出建筑物地基沉降。从图1可知，固结试验e～p曲线，可知泥炭化土的初始空隙比大，压缩系数大，a0.1～0.2≥0.5MPa-1，因此，两种不同沉积环境的泥炭化土都属于高压缩性土，沉降量大，稳定性差，所需固结时间长；取相同密度相同有机含量试样做固结试验比较，泻湖相e-p曲线比滨海相的e-p曲线要陡，说明泻湖相的压缩沉降量比滨海相的压缩沉降量更大。从表1，表2可知：随着泥炭化土体有机含量的升高，压缩系数变大，压缩模量变小。

5.2 抗剪强度特征分析

抗剪强度是土体的一个重要力学指标，估算地基承载力，评价地基稳定性，库仑定律S=C+Ptgφ

固结快剪试验是测定凝聚力和内摩擦角一种重要试验方法。从图2中可知：泥炭化土具有一定的凝聚力，显示粘性土的特征，泻湖相泥炭化土处于流塑-软塑状态，而海滨相泥炭化土处于软塑-可塑状态，因此，海滨相的泥炭化土抗剪程度指标明显高于泻湖相的抗剪强度指标。但两者都属于软弱土体的抗剪强度指标。从表1表，2可知：两者都随着泥炭化土有机含量的升高，抗剪程度指标变小。

5.3 应力应变曲线特性分析

从图3可知：泻湖相泥炭化土属塑性破坏，随着试样荷载增大，应力—应变曲线不出现明显峰值，应变破坏可达10%-20%，破坏变形量较大，没有明显破坏面，受压土样呈中部膨出的桶形；而滨海相泥炭化土属脆性破坏，剪切破坏面呈50°-60°倾斜，应力应变曲线具有明显的峰值，破坏变形量一般在5%-10%左右，泻湖相的无侧限抗压强度小于滨海相无侧限抗压强度。从表1表，2可知：而两者都随有机含量的升高，无侧限抗压度变小，灵敏度变大。

6 结束语

泥炭化土层的分布特点反映了海面变化的真实信息。上海地区分布着多层泥炭化土，泻湖相地区近地表浅部埋藏泥炭化土，埋深较浅，此期泥炭化层形成时间距海岸较远，所以当时海平面位置略高。滨湖平原相地区，在全新世基底，泥炭化土层与顶板暗绿色粘性土层，一般呈突变接触，纵向埋深较深。由于沉积环境不同，泥炭层的顶层板起伏较大，地质年代比泻湖相也要早，表明全新世早期海面上长升过程有波动变化。

泥炭化土一般呈灰褐色～灰黑色，含水率极高，密度较小，空隙比大，有机含量高，压缩性高，压缩变形量大，压缩稳定所需的时间长，灵敏度高，抗剪强度低，属软弱土体。

在工程中，该土层经常夹层构造存在于粘性土层中，且局部分布，有时在构造中层透晶体的形式出现，在工程勘察中，布孔具有一定的间距，有时会出现对泥炭化土层漏层现象，对工程十分不利，因此，在工程勘察中必须引起足够的重视。

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[责任编辑：汤静]

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