农业环境科学学报

作者：陈小双,徐兴倩,刘剑,赵熹,尹亚敏,王海军,王能龙

单位：云南农业大学水利学院, 昆明 650201,云南农业大学水利学院, 昆明 650201,河北工程大学地球科学与工程学院, 河北 邯郸 056038,云南农业大学水利学院, 昆明 650201,云南农业大学水利学院, 昆明 650201,云南农业大学水利学院, 昆明 650201,云南农业大学水利学院, 昆明 650201

关键词：红黏土,镉污染,抗剪强度,微观结构,劣化效应,

基金：国家自然科学基金项目（42367025）；云南省基础研究计划面上基金项目（202101AT070271）；云南省农业联合专项（202301BD070001-171）；云南省高层次人才培养支持计划“青年拔尖人才”专项（YNWR-QNBJ-2020-030）

为探究镉污染条件下红黏土的微观结构演化对土体抗剪强度的影响，揭示镉污染红黏土的强度劣化机理，本研究通过直剪试验、X 射线衍射（XRD）分析和扫描电子显微镜（SEM）观察研究了镉污染红黏土的剪切特性和微观结构特征。结果表明：随着镉含量的增加，黏聚力平均减小 25.5%，内摩擦角平均增大 21.1%，抗剪强度出现劣化趋势，剪切破坏面形态凹凸越来越明显；微观影像显示出颗粒蚀化现象，孔隙发育平均增大 11.8%，且呈蜂窝状，土颗粒接触方式由角-面、边-面、面-面转为角-边、点-面接触，微观结构指标（颗粒丰度、定向频率及孔隙分形维数）反映出土颗粒由强联结转化为弱接触的变化特征；因黏土颗粒对镉离子吸附能力较强，导致扩散双电层被压缩，同时镉离子与黏土中碳酸盐类发生水解反应，从而降低了黏土颗粒间结合水膜连结力，黏聚结构功能逐渐弱化。研究表明，镉污染对红黏土抗剪强度产生劣化效应，在地表径流冲刷作用下易加剧耕地层水土流失等危害。

来源：2024年第7期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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