0 引 言

红层风化土是红层岩体在湿热的气候条件下，经过强烈的物理化学风化作用而形成的，在我国分布广泛，占国土面积近9%。天然状态下，红层风化土性质良好，但在水的作用下会发生软化崩解现象，水稳性较差。因而，在降雨、地下水等的作用下红层风化土分布区常常发生与之相关的地质灾害，例如滑坡、沉降、地陷、崩塌等，造成极大的安全隐患。因此，研究红层风化土遇水崩解特性、机理及其控制对工程建设的安全性及地质灾害的防御等都具有重要的意义和价值。

目前，对于土体崩解特性的试验研究，主要从土体初始含水率、密实度等控制因素开展，并从土体成分和结构等方面分析其崩解机理，例如张抒等(2013)通过研究，得出非饱和花岗岩残积土崩解的主要控制因素是土中的孔隙气压力和基质吸力。唐军等(2011)通过土体崩解试验，得出土体含水率的变化是影响其崩解特性的重要因素； 张先伟等(2016)通过玄武岩的崩解试验，得出在高温湿热的气候条件下，由于反复的干湿交替作用会破坏土颗粒团聚性，使得其崩解现象更加显著。以上研究可以看出，南方湿热的气候使得土体含水率变化比较明显，因而含水率是影响土体崩解性的主要因素之一。袁亮(2017)通过黄土崩解试验，得出黄土的崩解特征与自身的结构、颗粒成分、胶结物等密切相关，黄土黏粒含量越高，胶结物水稳性越好，黄土的抗崩性越强。Manciu et al.(2004)，Ruckenstein et al.(2002)从水合作用角度研究了土体颗粒遇水后的离子反应及其稳定性变化。

此外，由于土体的崩解性会引发相应的地质灾害，且对工程建设产生不良影响，因此需要进行人工加固改良。常用的方式包括：工程改良、植被改良、化学剂改良。而由于化学剂改良适用性强，改性效果好，因此在土壤固化改性方面应用广泛(张伟利， 2014)。常用土壤改性材料有石灰、水泥、粉煤灰等(Rao et al.， 2002； Anand， 2006； Yong et al.， 2007； Oh et al.， 2012； 陈学军， 2017a； 雷华阳， 2017； 吕前辉， 2017； 王章琼， 2018)。陈学军等(2017b， 2018)通过将纳米膨润土及纳米石墨粉掺入到红黏土中，研究了这两种纳米材料对红黏土力学性质的影响，得出其通过对红黏土孔隙结构及土颗粒的黏结作用的影响，从而显著提高红黏土的力学性质。陈逸方等(2017)通过将赤泥掺入到红黏土中，研究了其对红黏土力学性质及结构的影响，得出不同掺量的赤泥对红黏土的孔隙结构及土颗粒的胶结性能的影响有较大变化。后来先后出现了各类新型表面活性剂、有机高聚物等(王艳等， 2016； 谭彦卿等， 2017； 吴雪婷等， 2018)，如水玻璃液态高效复合材料、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯酸酯(PVAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等化学改性材料。

然而，目前针对红层风化土崩解特性的研究成果十分有限，对其崩解机理与控制的研究尚未引起足够的重视。鉴于此，本文以华南红层风化土为研究对象，在自行设计的崩解试验装置的基础上，开展了不同含水率及密实度条件下华南典型红层风化土的崩解试验，得到了其遇水崩解规律； 然后从组分及组构的角度分析了红层风化土崩解破坏的控制因素，得到了其崩解破坏机理； 最后通过掺入高性能酯类材料进行红层风化土改性试验，并对其破坏过程的微观结构进行分形研究，探索了提高其抗崩解性的新方法。以上结果对研究红层风化土遇水崩解特性及其崩解机理，并从土壤改性角度提高其抗崩解性具有一定参考意义。

1 红层风化土崩解试验

1.1 试样制备及试验方案

序列本文试验土样取自广州市某典型红层风化土坡，其基本物理参数(表1)，颗粒级配曲线(图1)。

表1土样基本物理性质Table 1 Basic physical parameters of soil sample塑限/%液限/%塑性指数最优含水率/%最大干密度 /g·

图1 颗粒级配曲线图Fig. 1 Grain grading curve

矿物成分包括石英、长石、高岭石、伊利石、蒙脱石等。化学成分包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、TiO2、MgO、CaO、K2O、Na2O等。

土样经风干碾碎后过直径为5imm 筛。试验用水为自来水。试样制备过程为先称量所需用水量，然后将风干土样与水拌和均匀，放入恒湿保温杯中养护24ih以上，使试样含水率均匀。待试样养护完成后，按要求的干密度以压样法制备试样。试样尺寸为φ61.68imm×20imm 的标准环刀样。

试验分别采用不同初始含水率、不同压实度的红层风化土试样，试验方案见表2，本实验每组配比结果求平均值。崩解试验采用自制崩解装置进行(图2)。

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