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本文以桂中地区(包括柳州市、来宾市铁北路段和来良路段)红粘土为主要研究对象,结合已有的桂林、武鸣红粘土的试验数据,系统分析桂中地区红粘土的力学特性,并借助X射线衍射试验、扫描电镜和能谱分析试验、压汞试验和氮吸附试验,从矿物成分、微观结构和孔隙分布等微观方面解释宏观力学特性及红粘土的成因。主要研究结果如下:(1)桂中地区红粘土剖面从地表到基岩,孔隙比、含水率逐渐变大,密度、干密度逐渐变小;液限、塑性指数、自由膨胀率和收缩性逐渐增大,并表现出分层现象;伊利石、蛭石、粘粒和聚集体内孔隙含量与红粘土的液限、塑限、塑性指数和胀缩性呈现正相关性;(2)柳州、来宾红粘土矿物成分主要有石英、高岭石、伊利石和针铁矿。母岩主要成分均为方解石。其中来宾铁北路段含有少量的蛭石和有机质,有机质的持水性和还原性影响红粘土的力学性质;阳离子交换量从地表到基岩面逐渐变大,即阳离子交换的活动空间逐渐变小,颗粒的团聚性逐渐增强并趋于稳定。(3)提出桂中地区红粘土特殊的“聚集体”结构模型,随着红土化作用的不断增强,游离氧化铁在红粘土中的陈化作用影响聚集体间的孔隙变化,从而使红粘土剖面呈现不同的结构性,即表现从紊流结构、封闭式絮凝结构向较稳定的片状堆叠结构发展的趋势,从而对土体的强度产生影响;(4)高孔隙比的桂中红粘土具有中压缩性和较强的剪切强度等特性。红粘土剖面从地表到基岩,超固结性、黏聚力和内摩擦角均逐渐变小,并表现出明显的分层现象;这与正常固结土的变化趋势相反,即红粘土的“上硬下软”的特点。这种力学性质与红粘土剖面聚集体内孔隙的含量呈反相关性和针铁矿的含量呈正相关性;即随着针铁矿的逐渐增多,红粘土有效胶结作用的加强,从而使聚集体内孔隙减少,表现出超固结性逐渐增强的特点;验证了红粘土剖面红土化程度的变化规律;(5)CIA指数比较适合广西红粘土的风化程度的判定。推断广西红粘土形成的三个阶段:第一阶段,母岩的物理化学风化作用。第二阶段,进入红土化过程。第三阶段,进入红粘土特殊固结阶段;(6)扰动击实样的CBR峰值和针铁矿、粘粒的含量呈正相关性,泡水4天的击试样最优含水率明显变大;击实样在泡水4天处理之后,土体吸水膨胀从而使试样强度大幅度降低,膨胀量越大其CBR降低幅度越大。采用最不利状态(泡水4天)下控制干密度作为填土质量指标更适合工程实际。