最近的一项研究提示, 土在大气中颜色会发生改变的根本原因，是土中的化学物质发生氧化反应，其根本机理是水—土—电解质—大气间的化学反应与运动导致颗粒联结形式更改，进而重塑微观结构所引起。这为岩土环境稳定性评价与预测提供了理论支持。

     近期，人们在关注富含二氧化硫、氮氧化物和PM2.5的雾霾对环境和人类健康的不利影响的同时，也为工程师们提出了一个新的科学问题：大气气体与岩土体介质会发生何种交互作用？它对岩土体的基本性质有何影响？会产生什么样的工程灾害？  

     针对这一问题，这篇名为“常温、常压、常态的大气环境下黏性土微观孔隙变异特征研究”的研究论文发表于《中国科学：科学技术》2014年第44卷第2期。该文从岩土工程角度研究了常温、常压、常态的大气环境下粘性土土性异变的机理，由中国科学院武汉岩土力学研究所张先伟博士和孔令伟研究员撰写。

     该研究从广东省湛江的粘土放置在大气中土色由青灰色变为黄棕色这一现象出发，发现土色改变的根本原因是大气诱发土中氧化铁发生了氧化反应，导致土的塑性、灵敏度和屈服强度降低。因氧化带来的黏土土性发生异变并不是矿物本性变化所引起，而是水-土-电解质-大气间的化学反应与运动导致颗粒联结形式更改、进而重塑微观结构所导致，土的超微观结构形态变化是发生这一现象的根本因素。

图1  原状土与氧化土的电镜照片

(a)原状土(放大2000倍);(b)氧化土(放大2000倍); (c)原状土(放大5000倍); (d)氧化土(放大5000倍)

     该研究指出，大气氧化导致的结构强度的减损对土体稳定性的影响是长期的，且潜在危害较大，因此应加强监测环境物化因素变化对建筑工程的影响。这为岩土环境稳定性评价与预测提供了科学的理论支持。 

   研究得到了国家自然科学基金资助项目(批准号: 41102200，51179186)资助。

来源论文： 张先伟, 孔令伟. 常温、常压、常态的大气环境下黏性土微观孔隙的缓慢变异特征. 中国科学: 技术科学, 2014, 44: 189-200.

论文链接：http://tech.scichina.com:8082/sciE/CN/abstract/abstract513752.shtml