凍土的地質(zhì)特征

(a)銜接型 (b)非銜接型圖4-4'多年凍土構(gòu)造類型【一季節(jié)凍土層;2—季節(jié)凍土最大凍結(jié)深度變化范圍;3—融土辰；4一多年凍土層；5—不凍層

多年凍土區(qū) 》+連續(xù)分布 過邂分布 一島狀分布一》J］季節(jié)凍土匡）不凍土III圖4-3多年凍匕分布剖面圖凍土是指零攝氏度以下，并含有冰的各種巖石和土壤。一般可分為短時(shí)凍土（數(shù)小時(shí)/數(shù)日以至半月）/季節(jié)凍土（半月至數(shù)月）以及多年凍土（數(shù)年至數(shù)萬年以上）。地球上多年凍土/季節(jié)凍土和短時(shí)凍土區(qū)的面積約占陸地面積的50%，其中，多年凍土面積占陸地面積的25%。凍土是一種對(duì)溫度極為敏感的土體介質(zhì)，含有豐富的地下冰。因此，凍土具有流變性，其長期強(qiáng)度遠(yuǎn)低于瞬時(shí)強(qiáng)度特征。正由于這些特征，在凍土區(qū)修筑工程構(gòu)筑物就必須面臨兩大危險(xiǎn)：凍脹和融沉。隨著氣候變暖，凍土在不斷退化。凍土主要性狀（一） 診斷層和診斷特性凍土具有永凍土壤溫度狀況，具有暗色或淡色表層，地表具有多邊形土或石環(huán)狀、條紋狀等凍融蠕動(dòng)形態(tài)特征。（二） 形態(tài)特征土體淺薄，厚度一般不超過50厘米，由于凍土中土壤水分狀況差異，反映在具常潮濕土壤水分狀況的濕凍土和具干旱土壤水分狀況的干凍土兩個(gè)亞綱的剖面構(gòu)型上有著明顯差異，濕凍土剖面構(gòu)型為O一Oi一Cg或Oi一Cg型，干凍土為J一Ah一Bz一Ck型，（三） 理化性質(zhì)凍土有機(jī)質(zhì)含量不高，腐殖質(zhì)含量為10一20克每千克，腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單，70%以上是富里酸，呈酸性或堿性反應(yīng)，陽離子代換量低，一般為10厘摩爾（+）每千克土左右，土壤粘粒含量少，而且淋失非常微弱，營養(yǎng)元素貧乏。中國的凍土中國的凍土（frozengroundofChina）中國凍土可分為季節(jié)凍土和多年凍土。季節(jié)凍土占中國領(lǐng)土面積一半以上，其南界西從云南章鳳，向東經(jīng)昆明、貴陽，繞四川盆地北緣，到長沙、安慶、杭州一帶。季節(jié)凍結(jié)深度在黑龍江省南部、內(nèi)蒙古東北部、吉林省西北部可超過 3米，往南隨緯度降低而減少。多年凍土分布在東北大、小興安嶺，西部阿爾泰山、天山、祁連山及青藏高原等地，總面積為全國領(lǐng)土面積的 1/5強(qiáng)。⑷青藏高原凍土退融自1962年以來，青藏高原凍土正表現(xiàn)為凍結(jié)持續(xù)天數(shù)縮短、最大凍土深度減小等現(xiàn)象。青藏公路沿線分布的各類凍土層凍脹融沉強(qiáng)烈。在岡底斯山一念青唐古拉山以北、安獅公路南北面積分別為 30多萬平方公里的區(qū)域內(nèi)，其凍土幾十年來在持續(xù)退化。高原凍土的融化加劇凍土區(qū)域的地面不穩(wěn)定性，并引發(fā)出更多的凍土區(qū)工程地質(zhì)問題，不利于大型道路和工程的建設(shè)

凍土的基本概念凡含有水的松散巖石和土體，當(dāng)溫度降低到其凍結(jié)溫度時(shí)，土中孔隙水便凍結(jié)變成冰，且伴隨析冰（晶）體的產(chǎn)生，膠結(jié)了土的顆粒。把具有負(fù)溫度及冰，且膠結(jié)著松散巖石固體顆粒的土（巖），稱為凍土（巖）。凍土溫度狀態(tài)隨地區(qū)及存在條件的差異而發(fā)生變化。它主要取決于大氣溫度、海拔高度、地形、地質(zhì)和水文地質(zhì)及植被等條件。此外，環(huán)境條件的改變和人類的工程建筑活動(dòng)也可直接影響其所在地段（區(qū)）的凍土溫度狀態(tài)。凍土按其凍結(jié)狀態(tài)時(shí)間的長短可分為多年凍土、季節(jié)凍土和瞬時(shí)凍土三類。凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)三年以上的凍土為多年凍土。每年冬季凍結(jié)，夏季全部融化，凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)時(shí)間大于一個(gè)月，每年周期性凍結(jié)的凍土為季節(jié)性凍土，這種凍土的凍結(jié)深度為數(shù)厘米至1-2m。瞬時(shí)凍土是指冬季凍結(jié)狀態(tài)僅持續(xù)幾個(gè)小時(shí)至數(shù)日的凍土，其凍結(jié)深度為數(shù)厘米至數(shù)毫米。每年冬季凍結(jié)，夏季融化的地表（淺層土體），在多年凍土地區(qū)稱之為季節(jié)融化層；在季節(jié)性凍土地區(qū)稱之為季節(jié)凍結(jié)層（季節(jié)凍土層）。凍土內(nèi)的冰是凍土不可缺少的成分，它的數(shù)量、分凝特點(diǎn)（由薄膜水向結(jié)晶鋒面的遷移而形成冰體，在一定條件下，冰體體積可大大超過凍結(jié)前體中的孔孔隙）及其與土顆粒之間的膠結(jié)程度影響著土體的凍脹性及凍土的物理力學(xué)性質(zhì)。由于冰具有明顯的非均質(zhì)特性，它的黏塑變形主要是發(fā)生在與晶體長軸相垂直的方向上。在天然狀態(tài)下，由于熱一力條件（如溫度，壓力等）產(chǎn)生變化，冰的各種特性（包括構(gòu)造特點(diǎn)，流變性等）也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。冰與土顆粒之間的膠結(jié)程度及其性質(zhì)是評(píng)價(jià)凍土性質(zhì)的重要因素，尤其是當(dāng)凍土被當(dāng)作各種建筑物的地基或材料