[科普中國]-冰磧土

冰磧土是冰磧地貌的一種，它是指土壤在冰期被冰裹挾在其中，在間冰期由于氣溫升高而形成的一種土壤，主要分布在東歐平原和北美五大湖地區(qū)。

冰磧土的特點：①顆粒大小混雜，無分選性，從大塊冰川漂礫到極細的黏土混雜在一起，稱冰川泥礫土；②碎屑磨圓度差，多具棱角，無定向排列；③礫石面上常有平直釘形擦痕；④冰磧物較致密，孔隙度和壓縮性都很小，透水性弱。1

冰磧土的堆積形式多種多樣，堆積的部位不同，土的粒度成分、工程地質性質差別是很大的。但是采用冰磧土作為土石壩防滲體材料的工程應用較少，且主要集中在加拿大、美國、瑞典等發(fā)達國家。

概念冰磧土是冰磧地貌區(qū)域的一種土壤，它是由冰蝕作用產生的碎屑物質的堆積土或者是在冰川產生以前就已存在的巖屑、碎石等松散堆積物，后被冰川搬運并在冰川融化時沉積下來而形成的碎石類土。2

特征冰磧土是由塊石、礫石、砂及黏性土等雜亂堆積的混合土，無層次，組分也不均勻，顆粒變化范圍很寬。包含無塑性的石粉到巨大的漂石。冰磧土雖經磨耗但仍然保持有棱角的外形，塊石、礫石表面上具有不同方向的擦痕。在這一類冰磧土上進行工程建設時，應注意冰川堆積物很大的不均勻性。未經水流搬運，直接從冰層中擱置下來的冰磧土，可作為土石壩的不透水材料；經化學膠結的冰磧土具有很高的密實性，可作為建筑物的地基。

冰磧土的厚度一般為數米。在冰川連續(xù)覆蓋地區(qū)、平原地區(qū)或古地形的凹地內，冰磧土的厚度可達30m～40m。影響冰磧土厚度的主要因素是冰川的厚度、底部巖石的性質、冰川底面的地形和冰川覆蓋的時間跨度等。1

冰磧土具有獨特的侵蝕、搬運與沉積特征，主要表現如下：

①塊石、碎石、角礫、砂土混雜，成因復雜，無分選，無層理；層次多變，分布不均，土性在水平和垂直向變化較大；主要碎屑沉積物的物理力學特性差異明顯。冰磧土的組分以礫石、粉細砂為主，塊石鑲嵌其中，黏土含量很小，多呈無膠結或泥質半膠結狀態(tài)，水穩(wěn)定性差，遇水易軟化崩解。因此，由冰磧土修筑的工程常出現損壞或事故。路堤、路塹滑塌，邊坡失穩(wěn)，尤以崩塌、滑坡最為常見，水庫區(qū)還可能存在庫岸塌岸問題。

②冰磧土一般天然密度較大、含水量較小；鑲嵌塊石多呈架空結構，局部呈半鑲嵌接觸，其間局部填充少量碎石；碎石一般為次棱角狀、骨架結構；角礫、礫砂和少量粉細砂常以不規(guī)則透鏡體或薄層形態(tài)分布于碎石層中，分布也不均勻。由于上述原因，對冰磧土的勘測、鉆探、工程設計、施工作業(yè)都較困難。

③冰磧土中的粉細砂、含礫細砂層或透鏡體屬于第四紀更新世以后的堆積層，結構松散，黏性小，滲透性大。冰磧土飽和狀態(tài)下有震動液化的可能。水庫地段還可能存在繞壩滲漏和壩基滲漏問題，嚴重者還將發(fā)生流土、管涌、震動液化或滲透破壞。鑒于此，工程設計人員應慎重對待冰磧土，掌握其特性，以防止其對工程造成危害。2

研究與運用①由于冰磧土粒度組成和沉積結構的特殊性，無論室內試驗還是原位試驗，均難以獲取冰磧土體可靠的強度和變形指標，因而強度值的合理選取一直成為冰磧土體工程設計和評價的瓶頸。采用元胞自動機方法模擬冰磧土體結構，構造仿真的大型試體，借助于FLAC3D，對模擬試體進行了三軸數值模擬試驗，并依據常規(guī)三軸試驗的力學公式求得了冰磧土體的強度和變形參數，從而為巖土體強度試驗提供了一種嶄新方法，為虛擬巖土實驗室的建立作出了有益的嘗試。3

②在被稱為世界屋脊的青藏高原，更新世全球冰河期發(fā)生了多次冰川作用，留下了大量冰川遺跡。作為冰川遺跡之一的冰磧土，屬于特殊的工程巖土，具有成分復雜、結構混雜、物理力學性質變化大的特點，容易和坡積物、殘積物等第四系堆積物混淆。在建的亞丁機場位于稻城海子山，場址地基土為稻城冰帽消融所形成的冰磧土，具有青藏高原冰磧土的典型性。為了掌握冰磧土的特殊物理力學性質，揭示其和冰川演化之間的關系，通過對亞丁機場場道地基的勘察，完成了典型冰磧土粒度成分分析、現場及室內物理力學性質測試，以及冰磧土ESR測年。研究表明，亞丁機場場址的冰磧土形成于37±5ka B.P.；由于大小混雜、顆粒級配良好(Cu=8.05，Cc=1.09)，在后期多次冰川的壓實作用下，表現出密度高、空隙比小、地基變形模量和承載力高的特性，平均前期固結壓力達到290kPa，可作為高原重大工程的天然良好地基。4

本詞條內容貢獻者為:

郝慶菊 - 副教授 - 西南大學