核磁共振技術的基本原理精選(九篇)

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第1篇：核磁共振技術的基本原理范文

關鍵詞：核磁共振；地下水探測；地球物理

中圖分類號：P641.7

文獻標識碼：A文章編號：1674-9944（2016）22-0142-02

1前言

核磁共振是當下世界各國中唯一一種能直接進行地下水探測的全新地球物理方法，是經過對地層水當中的氫核來實施測量以探測出地下水的一種新型的找水技術。在進行地下水探測過程當中，核磁共振的運用在復雜的條件下不會受到任何影響。所以，在復雜條件下地下水探測當中，核磁共振有著非常廣闊的應用空間，其所得的探測結果能夠非常顯著的展現出地下水體的潛存特征及空間分布情況。核磁共振技術具有直接找水、反演解譯成果、包含大量信息資源以及迅速、經濟的顯著優勢，在進行地下水探測、探詳地下水資源、確定供水井位等方面有著非常寬廣的應用前景。

2核磁共振技術基本原理

2.1工作原理

核磁共振屬于一種在原子核特性的物理現象，指具備核子順磁性物質選擇性的汲取電磁能量[1]，在地磁場比較穩定的狀態下，氫核如同陀螺圍繞著整個地磁場進行旋轉，通常旋轉的頻率與地磁場的實際強度、原子核磁旋比存在較為密切的聯系。核磁共振技術探測地下水信息的方式運用的是不同屬性元素的原子核所形成的NMR效應，運用的是水中的氫核質子的弛豫特性的不同特征，在復雜條件下核磁共振找水技術的應用可以探尋出地層當中水質形成核磁共振信號所發生的一系列改變，核磁感應可使得地下水信號做出較為精準度的探測，從而得到地下水所具備的空間特性及分布規律[3]。

氫核受到磁場環境的影響，會位于一定的性能等級當中，具備拉摩兒頻率的交變磁場對于整個地下水當中的質子形成強大的激發作用，會造成原子核能產生越級的現象，從而形成核磁共振，這種方式一般會對地面的發射線圈供應一定的頻率，此為拉摩爾頻率的交變電流，在地上交變的電流會使得交變磁場受到一定的激發作用[2]。當電流脈沖被完全斷開之后，使用同一個接收線圈搜集不同的激發脈沖矩激發形成一定的NMR信號，其中信號的高低遲緩將會對水中的質子數量形成直接性的作用及影響，這就和NMR信號幅度數值與進行探測范圍當中的自由水含量情況呈現出正比的關系，從而組成一種對地下水進行直接探測的地下水探測方法。

2.2工作方法

2.2.1激發頻率的挑選

針對地而磁場實施探測：地下水當中包含的氫質子旋進頻率通常是由地球磁場的具體強度所決定的，為促使氫質子得到有力的的保障，可以使用質子旋進磁力儀當中的工作區域實施探測。其次，需要對激發頻率加以最終的確定，實施全過程NMR探測前期需要進行相關的試驗以確定激發脈沖頻率的具體數值。

2.2.2線圈形狀的挑選及鋪設

按照工作范圍當中需要進行探測的地下水位的埋藏實際深度、工作范圍當中電磁干擾的實際情況、方向，對線圈的狀態實施進一步的優化，同時做好線圈的正確鋪設，工作范圍周邊區域在受到高壓輸電線路、變電站、民用電干擾的情況下，為能夠將干擾力度降到最低的程度，可以通過縮減噪音的方式將線圈布置成8字的形狀。

2.2.3測量參數的挑選

針對復雜條件下的地下水實施探測前期，一定要將該地區的詳細參數輸入到計算機當中。測量范圍：首先選擇2Wnv作為具體的測量區域，隨后根據具體情況進行更改；長度登記：在針對探測長度進行登記的時候通常是對所期望的NMR信號的具體時間常數來加以確定的，若在挑選上存在不合理的情況，則會對整個地質成效與探測效率造成極大的影響，通?？蓪⑻綔y長度控制在100～1000ms范圍，將240ms作為長度登記的具體標準數值；脈沖持續時間：針對使用平均衰減時間T2*確定標準的NMR探測而言，脈沖持續時間設置為40ms是最為合適的；脈沖矩個數：一般需要從探測范圍的地質資料著手來挑選脈沖矩的具體數量，通常為12個或16個；疊加次數：為促使信號質量及探測準確度得到最大限度的提升，需要從所處客觀氛圍的噪音狀況來做出疊加次數的確定，通常是在64～128之間的范圍進行挑選噪音與疊加次數呈正比的關系。

3資料處理

可以從所選的探測點具體方位中現有的地質材料來選用矩陣運算軟件對各個探測點的矩陣模型進行計算，之后針對已經完成的數據采集探測點引用相應的模型，當探測點材料非常少的狀況下，需要從地質所具備的特點出發，選用類比法針對各個探測點進行探測。

核磁共振在復雜條件地下水探測的應用屬于一種非常直接的找水方式，所得出的探測結果可以非常直接地體現出地下水的存在狀況與空間分布形態，針對地下水具有唯一的指向性，得出的成果中包括了含水層的具體分布、厚度、單位體積中的含水量等一系列較為直觀的信息[4]。

4應用實例

（1）在前人認為是非含水區的湖北永安地區找到了巖溶水。

中國的南方和北方分布著大片的巖溶地貌，傳統的物探找水方法探測巖溶水遇到許多困難，NMR方法為解決這些困難提供了一種新的技術手段。湖北永安工區前人認為是非含水區，工區大部分為耕植農田，被第四系粘土所覆蓋。在永安農牧開發區無水的情況下，中國地質大學在指定區段開展了地下水的勘查工作。以NMR水方法為主（進行了12個NMR測深點），輔以電阻率法，探查到了優質的巖溶水。

第2篇：核磁共振技術的基本原理范文

摘要：

本文對莢膜多糖進行了概述，綜述近年來細菌莢膜多糖相關的研究進展，并從理化性質與生物學功能的角度出發，總結了近年來莢膜多糖提取、分離、純化等方面的研究，重點介紹了與莢膜多糖結構相關的研究進展。本文為進一步研究細菌致病性、分型機制提供必要的方法，為疫苗的設計提供基礎數據，對加強致病菌的防控具有重要意義。

關鍵詞：

莢膜多糖；提??；分離；純化；理化性質

莢膜多糖是細菌細胞壁外層的膠狀物質，具有抗原性和特異性，可用于細菌鑒定［1］，是細菌重要的毒力因子［2］。莢膜多糖是一種分子量大、極性大的物質，對其進行分離純化和結構解析要比單糖和寡糖更加復雜。很多細菌的表面都具有莢膜，例如肺炎鏈球菌，B群鏈球菌，豬鏈球菌等［3］。有報道認為莢膜的存在與細菌耐藥性呈正相關，一旦感染則發病率和死亡率都很高［4］。為進一步了解細菌的致病機制，設計及研制更加有效的疫苗，研究細菌莢膜多糖的結構日益引起了國內外學者的重視。本文主要針對莢膜多糖的分離純化和結構解析的最新研究進展進行綜述。

1細菌莢膜多糖的概述

莢膜是某些細菌表面的特殊結構，是一層位于細胞壁表面的松散的粘液物質，莢膜的成分因菌種不同而異，主要是由糖與糖醛酸組成的聚合物，如豬鏈球菌的莢膜多糖。也有部分細菌的莢膜多糖含有多肽及脂質，如炭疽桿菌［5］。細菌莢膜具有抗原性，可用于細菌的鑒定［1］。細菌鑒定的前提是對細菌進行科學的分型，目前對于細菌分型主要有兩大分型系統，即血清型分型系統和基因分型系統。血清型分型系統主要依據莢膜多糖和脂多糖不同的抗原性對細菌進行區分。基因分型系統主要依據毒力因子，與免疫相關的因子等因素為主，將具有相同致病機制的細菌分為一類［6］。莢膜多糖作為細菌的毒力因子，其與細菌的血清型有密切關系。不同血清型的細菌會產生不同的毒力因子，對宿主造成不同的影響，而不同的毒力因子是通過不同的基因進行編碼的，因此，毒力因子與血清型之間存在著密不可分的關系。由于莢膜位于細菌最外部，是細菌感染宿主時最先接觸的物質，所以多為細菌主要的毒力因子［2］。莢膜多糖作為毒力因子，在細菌抵抗免疫系統中吞噬細胞吞噬過程中擔任著重要角色［7］。以豬鏈球菌為例，豬鏈球菌2型的莢膜多糖主要由鼠李糖、半乳糖、葡萄糖、N2－乙酰半乳糖胺和唾液酸這5種單糖組成，其糖蛋白是由231個氨基酸殘基組成，由位于基因組3846～4541bp之間的一段長696bp基因序列編碼［8］。莢膜多糖的存在降低了豬鏈球菌被吞噬細胞吞噬的程度，而無莢膜的突變株容易被吞噬。莢膜的厚度越大越有利于抵抗豬多形核白細胞的吞噬［9］。實驗表明，由于莢膜多糖的存在，使豬鏈球菌2型能夠抵抗巨噬細胞的吞噬，并且使被吞噬的細菌可以在巨噬細胞中存活至少3h［10］。Gottschalk和Segura在2000年提出“特洛伊木馬”模型，即豬鏈球菌黏附在免疫細胞上，特別是單核細胞，隨著單核細胞通過血腦屏障［11］，這就是莢膜多糖發揮抗吞噬能力的機制。莢膜多糖作為毒力因子，致病機理就在于抗吞噬能力，黏附能力和維持細菌在細胞內部存活的能力。

2細菌莢膜多糖的理化特征

從化學組成上來說，大部分的細菌莢膜多糖是以2種或以上的單糖（如D－葡萄糖，D－半乳糖，L－鼠李糖等）及其他物質（如磷酸根，唾液酸等）為重復單元，聚合形成的大分子物質。大多數細菌的莢膜多糖為酸性黏多糖，屬于雜多糖類。有文獻報道b型流感嗜血桿菌莢膜多糖的主要成分是多聚核糖基核糖醇磷酸鹽［12］。還有一部分細菌莢膜多糖是有乙酰化的多糖組成［13］。A群腦膜炎奈瑟菌莢膜多糖，其主要結構是多聚磷酸乙酰氨基吡喃型甘露糖，乙?；Y構是該菌最重要的免疫原性表位［14］。從化學結構上來說，莢膜多糖通過各種作用力，如分子間氫鍵或者其他非共價鍵，與細胞壁之間形成了比較強韌的外膜，黏附在細菌的表面。莢膜多糖是由重復的單糖通過糖苷鍵連接形成聚合物，由于單糖種類不同，連接方式不同，多糖結構中是否存在支鏈，有機或者無機分子等因素導致莢膜結構解析存在巨大的復雜性［15］。正是因為其分子組成復雜性和構型多樣性，科研人員以此作為細菌血清學分型的基礎，即根據細菌莢膜多糖的抗原性的異同對細菌進行分型。肺炎雙球菌，根據其莢膜多糖的抗原性，迄今為止，可分為96種血清型，而其中有30多種血清型有致病性。大腸桿菌，據文獻報道，已經發現超過90種血清型，其中有少數是具有侵襲感染能力的，而在可以引發新生兒腦膜炎的這類大腸桿菌具有相同的多糖鏈，只是多糖的不同修飾導致它們之間存在差異［16］。

3細菌莢膜多糖的功能

莢膜由于其具有耐干燥，黏附，儲存養分等功能，成為致病性細菌的一種重要的毒力因子。細菌莢膜中水分占到95％以上，含有大量水分的莢膜在細菌的表面，可以避免細菌脫水死亡，這就使得有莢膜的細菌更容易在宿主間相互傳播［17］。莢膜多糖還能夠促進細菌與細菌或者細胞之間的黏附，從而促進生物膜的形成和在不同的生存環境中的定植［18］。例如，能夠引起齲齒的唾液鏈球菌和變異鏈球菌會分泌己糖基轉移酶，使口腔中的蔗糖轉變成果聚糖，這種果聚糖能使細菌牢牢黏附于牙齒表面，而細菌發酵糖類產生的乳酸在局部積累后，會使牙齒表面的琺瑯質層發生腐蝕而引起齲齒［19］。某些細菌的莢膜還是儲存養分的場所，以備細菌處于營養缺乏時可以利用，如黃色桿菌的莢膜。而豬鏈球菌的莢膜除上述作用外，最重要的作用是抗吞噬作用，由于它的存在大大降低了豬鏈球菌被吞噬的程度，而莢膜厚度的增加也會使豬鏈球菌抗白細胞殺傷能力［20］。

4細菌莢膜多糖的分離純化

莢膜多糖的提取分離一般分以下幾個步驟：去菌體，粗提總糖，去除蛋白質和核酸，分級分離［21－22］。

4．1去除菌體和總糖粗提取在提取多糖之前，首先需要去除菌體。目前，去除菌體提取總糖的方法主要有離心法，酶解法，巴氏滅菌法［23］等。離心法，將滅菌過的培養液通過離心機離心，然后收集上層清液的方法除去菌體。但是該方法去除菌體的效果差，離心的效果依賴于高效能的離心設備。對于含有唾液酸等不穩定結構的莢膜多糖，最常用的方法是酶解法，即細菌培養液離心得到菌體，然后將菌體分散在緩沖液中，再加入不同的酶，酶解菌體，最后再次離心使菌體碎片和莢膜多糖分離，取上層清液［24］。用溶菌酶來裂解菌體，從而可以避免破壞莢膜多糖。酶解法的成本較高，但是專一性強，去除菌體的效果較好。中國海洋大學的趙峽課題組通過將菌體分散在甘氨酸緩沖液中，然后加入溶菌酶裂解消化的方法去除豬鏈球菌菌體，從而得到莢膜多糖［25］。巴氏滅菌法，通過對菌液進行加熱滅菌，隨著溫度的提高，多糖的溶解度逐步提高，有利于后續的離心。巴氏滅菌法便于操作，去除菌體效果較好，過程中要注意溫度，溫度過高會導致多糖分解。在2013年Gottschalk課題組發表的文章中，通過此方法，在121℃加熱菌液75min來達到去除菌體的目的，從而得到14型豬鏈球菌的莢膜多糖［26］。

4．2去除蛋白質和核酸由于一些細菌的莢膜多糖結構復雜且穩定性較差，所以在純化過程中要注意方法的選擇。有機溶劑多級沉淀法由于其操作簡單并且對操作人員的良好性被廣泛使用［27］。有機試劑引起多糖、蛋白等物質沉淀的原因是加入有機試劑使水溶液的介電常數降低，從而增加了具有相反電荷的基團之間的吸引力，促使分子聚集而沉淀，此類現象類似鹽析。但是利用該法沉淀莢膜多糖的同時也會導致核酸和蛋白的沉淀，為避免多糖中混合核酸和蛋白，可以在溶液中加入陽離子，例如CaCl2，NaCl，利用陽離子和帶負電的基團結合，降低多聚核苷酸鏈之間的排斥作用，從而去除核酸和蛋白，或者通過加入酶，將蛋白質去除，得到莢膜多糖的沉淀［28］。

4．3分級分離根據莢膜多糖的理化性質對其進行分級分離，莢膜多糖是一種極性很大，分子量之間存在較大差異的物質。所以可以通過體積排阻色譜技術進行分離純化，其中凝膠層析技術運用最為成熟，且效果最佳［29］。莢膜多糖除了可以根據分子量差異進行分離純化，在其組成中有磷酸基或者乙酰基，這些基團可以使莢膜多糖具有不同的電荷性質和pH值，根據此類理化性質可以采用離子交換技術對其進行分離純化［30］。進一步的純化還可以采用超濾法，這是一種用于分子分離的膜分離技術，操作簡便，無需添加化學試劑［31］?？梢愿鶕蛛x的物質的性質選擇不同規格的超濾膜。

4．3．1凝膠色譜法凝膠色譜法是一種簡單而快速的分離技術，對高分子物質有較好的分離能力。分離的基本原理是分子篩效應。根據凝膠的種類和性質不同，分為交聯葡聚糖凝膠（sephadex），瓊脂糖凝膠（sepharose）［32］，丙烯葡聚糖凝膠（sepharcryl）等。根據多糖的性質和分子量范圍選擇適合的凝膠種類和型號。CristinaDeCastro課題組于2008年發表的文章中，采用sepharcrylS－500HR凝膠柱成功地從Rhizobiumrubi分離純化出一種新的莢膜多糖［33］。在2010年Gottschalk課題組通過乙醇沉淀法提取2型豬鏈球菌的莢膜多糖，然后通過使用sepharcrylS－400HR凝膠裝柱，對粗多糖進行分離純化，然后運用GC－MS技術得到2型豬鏈球菌莢膜多糖的單糖組成，結合質譜，核磁共振，以及相關化學反應，確定了2型豬鏈球菌莢膜多糖的結構［28］。該課題組在2013年又得到了14型豬鏈球菌莢膜多糖的結構［26］。

4．3．2離子交換色譜法離子交換色譜的基本原理是根據物質的酸堿性，極性的不同極性分離。運用離子交換色譜技術分離糖類，可以有效地去除酸堿成分和無機離子，從而得到糖和糖苷［30］。但是對于帶有唾液酸的多糖樣品，不宜使用強陰離子交換，唾液酸會發生嚴重脫離［34］。

5莢膜多糖的結構解析

莢膜多糖由于極性大，分子量高，結構復雜，多以復合物存在等原因，增加了結構解析的難度。分離純化度高會增大結構解析的成功率和準確性。結構解析一般分為以下幾個步驟，單糖組成分析，分子量確定［35］，糖殘基連接位置和順序、構型、分支點結構分析［36］。單糖組成分析方面，主要技術有高效液相色譜［37］，氣相色譜質譜聯用技術［38］，離子色譜技術［39］等。由于糖類物質沒有紫外吸收，可以通過柱前衍生化使其結合上有光學活性的基團，1－苯基－3－甲基－5－吡唑啉酮（PMP）是目前最常用的衍生化試劑，該反應條件溫和，操作簡便，衍生化效率高，適合復雜樣品的單糖組成［40］。中國海洋大學的趙峽課題組在2014年發表的文章中，使用PMP做柱前衍生化，成功得到豬鏈球菌4種血清型的單糖組成及其摩爾比例［25］。離子色譜技術在近些年逐漸被運用在糖化學研究中，2013年FionaL．Lin課題組通過運用離子色譜技術，準確的分析出肺炎鏈球菌33C和33D血清型的單糖組成［41］。糖殘基連接位置和順序方面，當前常見的分析手段有氣相色譜質譜聯用技術。通過對多糖依次進行甲基化反應，水解反應，還原反應和乙酰化反應，然后運用氣相色譜質譜聯用技術對糖殘基連接位置和順序進行確定。核磁共振技術為糖類物質的結構解析起推動作用，通過核磁共振圖譜分析可以推測出糖類物質中碳鏈的連接位置，構型等信息［42］，還可以進行樣品檢定［43］。BentO．Petersen課題組在2013年通過核磁共振技術成功解析了肺炎鏈球菌47A血清型的結構［44］。在2010年Gottschalk課題組運用GC－MS技術得到2型豬鏈球菌莢膜多糖的單糖組成，結合質譜，核磁共振，以及相關化學反應，確定了2型豬鏈球菌莢膜多糖的結構［28］。該課題組在2013年又得到了14型豬鏈球菌莢膜多糖的結構［26］。莢膜多糖的結構解析需要諸多分析技術的結合，譜圖解析工作難度仍然很大。

6多糖合成的相關基因和途徑

莢膜多糖合成的相關基因主要包含3種，即莢膜多糖合成調節基因，糖基轉移酶基因和轉運基因。以肺炎鏈球菌為例，其90個血清型的莢膜多糖合成的相關基因簇已經被測序并分析。除去3型和37型以外，其余的血清型的莢膜多糖合成的相關基因簇均位于染色體上dexB和aliA之間的一個完整的轉錄單位，具有位于上游位置高度保守的4個合成調節基因（cpsABCD），基因簇內包含多種糖基轉移酶，多糖合成酶，乙?；D移酶和翻轉酶等［15］。糖基轉移酶（GT）作為多糖生物合成的主要酶之一。多糖結構的多樣性取決于催化反應中的GT。GT催化轉糖基反應，即催化一個糖基供體上的糖殘基轉移到另一個受體上。糖基供體為糖核苷酸，而糖基受體可以是單糖、寡糖、多糖、多肽、蛋白質等物質［45］。根據糖基供體和生成的糖苷鍵的立體構型，GT分為保留型和反轉型［46］。由于GT的不同作用的結果，使多糖結構從組成到構型都存在巨大的多樣性。從基因研究角度，表明細菌多糖的生物合成途徑分為3種，wzy－依賴途徑，ABC轉運體－依賴途徑和合酶－依賴途徑［47］。以生物合成分為3個步驟，起始－延伸－連接終止。以上3種合成途徑主要根據延伸步驟進行劃分?；蛘{控酶進行多糖的生物合成。從多糖的多樣性，到多糖的合成調控，現階段仍暗含著尚不明確的步驟，有待進一步的研究。

7展望

莢膜多糖作為細菌的主要毒力因子，在研制疫苗方面有重要作用。肺炎鏈球菌23型多糖疫苗于1983年在美國批準并開始使用，在使用的過程中問題也隨之發生，該疫苗對成年人的效果較好，但是對嬰幼兒效果不好［48］。這使人們對莢膜多糖制備的疫苗有了新的思考。細菌莢膜多糖作為主要的毒力因子，研究人員對其結構組成，功能及基因已越來越重視［49］。高效地分離純化莢膜多糖對其結構解析至關重要，不斷改進原有分離技術和開發新型分離技術要齊頭并進，從而得到純化度更高的多糖樣品，增加結構解析的準確性。隨著對莢膜多糖研究的深入，進一步解析莢膜多糖結構以及合成基因與調節機制等方面［50］，會對莢膜多糖在疫苗研制和疾病治療中的作用有更加清晰的認識。在此基礎上，通過生物工程手段對細菌進行改造，使細菌的莢膜多糖向著有利于人類生存和應用的方向發展。

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第3篇：核磁共振技術的基本原理范文

Abstract： Landslide does great harm to engineering construction and sliding zone is the key component of Landslide. Due to its contain rich information of growth and evolution and even control the occurrence of landslide hazard， sliding zone soil become an important research content in the field of Engineering Geology both at home and abroad. Current research on sliding zone soil mainly focus on the physical and mechanical properties of sliding zone soil of a specific landslide. This article， firstly from the starting of distinguish of sliding zone soil， introduced the sliding zone soil formation and evolution research status， afterward， mainly introduced the effect of grain composition， mineral composition （especially the composition of clay mineral）， chemical water-rock（soil） interaction， the physical and mechanical effect of water， microstructure on the strength of sliding zone soil， finally discussed the problems existing in the research of sliding zone soil and its development trend.

關鍵詞： 滑帶土；顆粒組成；礦物組成；微結構；水―巖（土）化學作用

Key words： sliding zone soil；grain composition；mineral composition；microstructure；chemical water-rock（soil） interaction

中圖分類號：TU411.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）15-0296-06

0 引言

多數滑坡在滑床與滑體之間存在一個結構破碎、厚度不等的滑帶土。它是斜坡物理力學作用（溫度、壓力、剪應力）和水―巖（土）化學作用的產物，由于滑帶受力的特殊性和形成過程的復雜性，使得其組構特征和物理力學、地球化學等性質與滑坡體中其他部位的巖土體存在較大的差異[1-3]，并且成為滑坡中力學強度最低的軟弱帶，其應力狀態和強度的變化很大程度上控制著滑坡的產生，同時它還記錄了滑坡的形成演化歷史。因此滑帶土已成為滑坡形成演化、穩定性評價及滑坡治理工程中必須研究的關鍵性單元。

較早關于滑帶土的研究有上世紀伏斯列夫[4]（1960）對粘土進行了剪切試驗研究，發現試樣變形不均勻且與主剪切面斜交部位出現破裂面，今井秀喜等[5]研究了粘土裂縫產生的機理，把先出現的羽狀裂縫稱為雁行排列的張裂縫，把羽狀裂縫強烈切割的部分稱為破碎帶，這成為滑帶土研究的雛形。隨后各國學者開展了大量關于滑帶土抗剪強度和變形特性等力學行為的研究，研究方法主要為：試驗與理論研究相結合、微觀與宏觀研究相結合的方法[6]， 隨著研究的深入，國內外學者對滑帶土形成機理和滑帶土強度影響因素的研究越來越感興趣且成為該領域研究熱點，同時新的技術設備、試驗方法、數學理論的出現以及大量工程實踐，為這方面的研究提供了可能，并取得了大量有意義的研究成果。

1 滑帶土的辨別

滑動帶的確定是滑坡研究、治理的首要工作和關鍵環節。但又是一件十分困難的工作，因為實際工程中遇到的大部分滑坡滑帶的特征并不明顯[7]，目前對于滑動面的確定主要有簡易力學分析、野外地質識別、現場勘探、位移監測和地球物理探測等[8]，朱寶龍等[9]運用位移監測方法查明了京珠高速粵南段K108路塹類軟土滑坡具有五層滑動帶且滑面成近于圓弧形的勺形，為該滑坡治理提供了依據?；瑤僚c滑床、滑體間的物理性質差異也是確定滑帶土的重要方法?；瑤炼酁楦羲畬?，一般情況下滑帶土天然含水率、液性指數、液限、塑性指數均比滑體要高，而粒徑d50和塑限均比滑體要低[10]。此外一些新的技術和方法如高密度地電阻率觀測方法、核磁共振技術等的運用為滑帶土的確定起到了重要的促進作用[11，12]，運用GDT高分辨地質探測儀和GDS高分辨率測深法能較為準確的確定厚度較薄的滑帶土位置[13]，同時在實際工作中，應當意識到研究對象的復雜性和使用方法技術的適用性，重視地質成因分析，并采用多種綜合的研究方法[14]。

2 滑帶土的形成演化

滑帶的元素地球化學組成、礦物成分、結構特征及力學性質都是在滑帶演化過程中形成的，因此加強對滑帶形成演化的研究成為滑坡深入研究中的重要內容之一。不同類型滑帶土形成演化各有其特點，根據大量滑坡資料證實，均質或類均質斜坡（如土坡、土壩、堆積物等）滑坡中滑帶的形成受斜坡最大剪應力分布特征控制，通常數量稀少、規模較小。其余各類滑坡的主滑帶均受斜坡內各種成因的軟弱結構帶（面）的控制，如巖層層面、節理面、斷層帶、巖層差異風化界面、巖土界面、構造破碎帶等[15]。對滑帶形成特別是大型基巖順層滑坡滑帶形成演化過程及模式的研究已成為滑坡研究中的重要課題，李守定等[16]運用地質成因演化論方法對三峽庫區干流庫岸283處崩塌滑坡滑帶形成過程中的物理性質、巖石礦物組成和含量、微結構特征、物理化學性質和物理力學性質的演化過程進行研究，最后得出了該滑帶形成演化模式。徐則民等[17]通過研究云南昭通頭寨滑坡工程地質特征得出主滑帶雛形是以杏仁狀玄武巖薄層為基礎發育的破劈理化層間錯動帶， 而以側向卸荷為基礎的物理―化學耦合風化最終使其轉變為易滑介質。李曉等[18]通過對大型基巖滑坡滑帶發育演化過程的研究，提出內外動力耦合作用機制及滑帶形成演化的典型四階段模式：層間軟巖、層間剪切帶、泥化夾層和滑帶。而傾倒滑移滑帶發生傾倒滑移破壞作為常見的山區高速公路邊坡破壞模式與順層滑坡和均質滑坡在工程地質成因和力學作用過程等方面都存在差異，項后軍等[19]研究了傾倒滑移滑帶形成具備的條件，并把傾倒滑移滑帶演化過程劃分為3個階段即卸荷回彈階段、反傾巖體彎曲和根部折裂階段、折裂面和節理面貫通階段。此外，根據滑帶內礦物學、地下水化學、微觀結構特征研究滑帶的形成演化過程或方式已有了大量研究，鄭國東等[20]通過研究日本富山縣中田浦滑坡滑帶內的黃鐵礦，指出滑帶土中的次生黃鐵礦對于滑帶土的形成具有特別的指相意義，可作為備選指標用來判斷滑帶的產生歷史和發展進程，從而估計滑坡的發展演化。日本學者H.Shuzui等[21]對日本5 個火山巖區的滑坡滑帶土粘土礦物和地下水化學的分布特征研究得出地下水的活動使蒙脫石的含量在滑帶中提高是軟弱帶發育成滑帶的最主要原因。李曉[22]根據滑帶土不同的微觀結構來判斷滑帶土的演化階段如：當滑帶處于穩定階段時以化學風化和地下水作用為主，此時的微觀結構則常為樹枝狀、網格狀結構，粘土礦物常呈現無定向排列，而當滑帶土處于滑動階段時滑帶土因剪切作用原有結構破壞，粘土顆粒變細，并沿滑動面呈定向排列，甚至被拉長。

綜上所述，滑帶的形成受各種內外動力作用的協同控制并經歷了漫長的時間演化且產出形態各異、類型多樣、不斷變化，內動力作用主要指構造運動，其對滑帶的影響主要表現在4個方面：①水平產狀的巖層變成傾斜產狀；②層間軟巖變成結構破碎的層間軟弱帶；③對區域應力場的影響；④各巖層節理、裂隙發育為雨水運移提供了通道。外動力地質作用主要包括重力作用和地下水作用，據已有研究表明軟硬相間巖層在重力作用下，由于彈性參數的差異在層間剪切帶接觸面上將產生剪應力集中，從而使層間剪切帶結構再次遭受破壞[17]，然而以膨脹類土為主的滑帶，當上伏巖土體的重力大于滑帶膨脹土的膨脹力時，重力又會抑制膨脹土的膨脹，因此關于重力作用的影響應根據滑帶土性質具體問題具體分析。地下水在滑帶的形成演化主要有物理和化學兩種效應：①使滑帶含水量增高，結構疏松，甚至形成泥化夾層；②靜水壓力和動水壓力效應；③通過水―巖（土）反應與滑帶發生物質交換，提高次生粘土礦物的含量?？傊?，滑帶形成演化是一個復雜的多變邊界的動態系統，對其進行研究有利于深入了解滑坡的形成機制，同時也是滑坡預警的重要途徑之一。

3 滑帶土強度的影響因素

3.1 滑帶土的粒度組成 粒度組成是研究滑帶土工程地質性質的重要內容之一，滑帶土中當粒徑小于2mm的顆粒重量百分比大于80%稱為細粒類滑帶土（如粉土、粘土），當粒徑小于2mm的顆粒重量百分比小于80%稱為粗粒類滑帶土（如碎石土、砂土）。不同滑坡的滑帶土顆粒成份不盡相同，其工程地質性質也不同，但卻有一定的規律性[23]。Li等[24]對三峽庫區三個大型滑坡重塑土進行排水剪切試驗得出粒度組成較小的變化都會對剪切結果產生較大的影響，曲率系數、砂粒含量、碎石百分含量、粗粒與細粒比等顆粒組成指標與土體的殘余強度關系密切。周永昆等[6]對重慶地區第四系殘坡積層碎石夾粘性土滑坡的滑帶土（重塑土）進行室內三軸剪切試驗試驗得出在含水率相同的情況下，內聚力與碎石粒徑呈正相關，內摩察角則相反，其抗剪強度隨著礫石粒徑的變大出現先增大后減小的現象。同時在滑帶土研究中一些新的技術和分析手段不斷出現，如江洎洧等[23]采用試驗及數值模擬仿真方法并結合CT無損傷掃描技術對巴東黃土坡滑坡滑帶土研究發現：土石混合體系較純土抗剪強度有所提高，但內摩擦角上升不明顯，主要由于含石量少，骨架作用不明顯，而且黏聚力較純土提高顯著，原因可能是土石相互作用的外摩擦角的體現。

滑帶土中的粘粒組分對滑帶土抗剪強度影響顯著[25]，目前對于粘粒含量對滑帶土抗剪強度的研究較多，且主要是基于不同含水率條件下粘粒含量對滑帶土體強度參數c、φ的變化規律影響。粘粒對滑帶土強度影響途徑主要表現為：①粘粒主要礦質組分為粘土礦物，其吸收水分易膨脹從而降低了滑帶土體強度；②不同粘粒含量土的結構不同，其對土體強度影響也不相同。帥常娥等[26]對卡拉水電站田三滑坡體滑帶重塑土在粘粒含量為15%、25%、35%、45%、55%、65%，含水量分別為10%、12%、15%、20%、25%下進行直剪試驗，發現當含水率Ip時，c隨粘粒含量先增加后減小，在粘粒含量為35%時最低，φ隨粘粒的增加減小的速度加快，但在粘粒含量大于25%時減小的速度減緩。茍富民等[27]通過研究了李家峽滑帶52個原狀土和重塑土樣的粘粒含量、含水量與抗剪強度的關系，當粘粒

結合上述已有的研究成果可看出粒度組成對滑帶土強度影響是明顯的，粗粒組分在滑帶土中起作骨架作用、咬合作用，但必須要達到一定含量及粗顆粒間相互接觸，一般粗粒土類滑帶土的摩擦強度相比細粒土類滑帶土較優。細粒組分特別是粘粒在滑帶土中的力學特性受滑帶含水率的影響較大，不同含水率段內其對滑帶土的強度c、φ值的影響不同，這主要是源于粘粒特殊的水理特性，但總體而言在含水率增加的情況下粘粒的膠結作用降低，作用增強，甚至發生泥化現象，從而加速了滑帶土的質量劣化過程。因此粗粒土類滑帶土比細粒土類滑帶土更有利于滑坡的穩定。

3.2 滑帶土的礦物組成 礦物成分是滑帶土的物質基礎，它一般包括碎屑礦物、粘土礦物和非晶質物質，不同礦物組成或者是同一礦物組成的滑帶土，在不同地質環境中其物理力學性質差異明顯[7]。一般碎屑礦物含量與滑帶土的強度呈正相關，而粘土礦物含量卻呈負相關，因此滑帶中的粘土礦物成為滑帶土穩定性研究中的重要內容?；瑤е械恼惩恋V物主要來源于造巖礦物的次生變化、泥屑巖的泥化、崩解以及搬運沉積。粘土礦物作為滑帶中的重要的固相組成單元，其集合體―粘土具有低滲透性、分散-凝絮性及粘滯性等重要工程特性[29，30]，當滑帶中粘土含量越多時在剪切過程別是在有水參與時其效應越顯著[31]。陳松等[32]報道了三峽庫區黃土坡滑坡滑帶中粘粒及粉粒含量較高，粘土礦物的親水性和定向結構使滑帶土在回水作用下易飽水軟化。肖榮久[33]報道了橫山滑坡滑帶土中粘粒含量較高，且粘土礦物成分以高嶺石為主，次為伊利石綠泥石混層礦物及石英等。成國文等[34]報道了重慶涪陵五中滑坡中泥化夾層主要含蒙脫石和伊利石等粘土礦物，是泥化夾層的力學強度降低的重要原因?？梢娬惩恋V物對滑帶土抗剪強度的降低起作重要的作用。同時不同的粘土礦物成分類型其抗剪強度也不相同，嚴福章等[35]通過對礦物成份與抗剪強度的相關分析得出：蒙脫石對滑帶強度的影響最大，以蒙脫石或蛭石為主的滑帶土的c、φ值都低且隨蒙脫石含量的增加呈指數減小，而以高嶺石為主的滑帶土，c、φ值相對較高。同時由于粘土礦物種類不同其水敏性也不相同，韓志勇等[36]通過實驗研究得出：蒙脫石和伊利石可同時導致導水介質靜態和動態的滲透性下降，且靜態滲透性下降值蒙脫石比伊利石要高的多，而高嶺土只引起動態的滲透性下降，這是它們水敏性不同的機制所在。這種水敏性的差異表現在滑帶土上即為不同粘土礦物組成類型的滑帶土其滲透性和膨脹性也不同。

粘土礦物對滑帶土質量劣化效應源于粘土礦物特殊的晶體特性，如片架結構、表面帶電性等。不同的粘土礦物，由于晶格構造的特點、物理化學性質等差異，對滑帶土的影響也不同，有必要對其進一步深入研究。

3.3 水對滑帶土的影響 眾所周知，水是一種重要的地質營力，水對滑坡孕育、激發、滑體運移有做重要影響，周平根博士[37]對此作過較系統的定義“流動著的地下水與周圍巖土體不斷進行做化學、物理、力學方面的作用，從而影響地下水流的性質和化學組成，也對巖土介質狀態產生影響”，因此水對滑帶土強度的降低也可概括為化學、物理及力學三個方面。

3.3.1 水-巖（土）化學作用 水-巖（土）化學作用在自然界廣泛存在，水一巖（土）反應在絕大多數地質環境的惡化及地質災害的發生過程中都起著決定性作用[38，39]，滑動帶（面）一般具有含水量較高、結構破碎、孔隙率高、礦物成分及類型復雜等特點，所以滑帶中的水-巖土反應一般比斜坡其它部位更劇烈?；瑤е械乃?巖（土）化學作用類型主要有溶解與溶蝕作用、離子交換作用、水解作用、氧化還原作用、水化作用等。

溶解作用：水是一種溶解力很強且很普遍的溶劑，它與巖（土）接觸時必定會發生溶解-沉淀反應[40]，大氣降水一般呈中性，礦化度較低，但當其通過地表土壤層吸收腐殖酸和CO2時溶解能力明顯增強，在運移過程中與周圍的巖土體發生（不對稱）反應，使其化學成分和性質變得更加復雜，幾乎可以與滑帶內所有礦物（除方解石等易溶鹽類之外）發生溶解-沉淀反應[41，42]，同時溶解作用也要受到滑帶內水溫、壓力、CO2、pH值等影響，其結果將使易溶礦物隨水流失，而難溶礦物（粘土礦物）殘留在滑帶內。

離子交換作用：滑帶土與地下水之間的離子交換作用是由物理力和化學力吸附到土體顆粒上的離子和分子與地下水的一種交換過程。粘土礦物因具有獨特的層狀結構而具有良好的吸附和離子交換性能[43]，成為滑帶內離子交換的主要物質，如高嶺土、蒙脫土、伊利石、綠泥石、蛙石、沸石等，當滑帶中的水化學環境變化時，粘土礦物會和地下水之間發生不同規模的陽離子交換，引起晶體結構、地下水成分和侵蝕能力的變化[44]。Shuzui等[21]通過系統研究日本第三紀火山巖地層中各類滑坡滑帶土次生粘土礦物和水化學特征研究指出：滑帶中的地下水對蒙脫石的形成存在強烈的影響，地下水與滑帶內礦物間的離子交換作用使地下水中Ca++濃度提高，同時伴隨HCQ■■含量的增加，蒙脫石開始形成，當蒙脫石增多到一定程度時，軟弱夾層轉化為滑帶。

水解作用：由于水中有一部分水分子離解成H+和OH-使水成為活潑離子且化學活動性很強的溶液，當弱酸強堿或強酸弱堿的鹽類溶于水也會出現溶解，其離解物中可與H+和OH-反應使原礦物被分解破壞[45]，如：

4K[AlSi08]（鉀長石）+6H2O4KOH+Al4[Si4O10][0H]8（高嶺石）+8SiO2（硅膠）

4NaAlSi3O8（鈉長石）+6H2OAl（Si4O10）（OH）8（高嶺石）+8SiO2（膠體）+4NaOH

滑帶中的各種硅酸鹽類和其他巖類都可在水解作用下發生分解和產生新礦物。同時水解作用還會使礦物中化學鍵出現弱化現象， 在低應力條件下弱化鍵更容易發生破壞， 如二氧化硅玻璃和石英[46]，水解作用一方面改變著滑帶內地下水的pH值，另一方面也使滑帶土土體物質發生改變，從而影響滑帶土的力學性質。

氧化還原作用：滑帶內的氧化還原作用取決于滑帶內的飽水情況和與外界聯通情況等，文寶萍等[15]研究了三峽庫區黃土坡滑坡臨江1#崩滑體和泄灘滑坡滑帶得出：兩個滑坡滑帶發育部位地下水的循環條件和水-土物理、化學作用的形式不相同。前者大氣降水補給滑帶內地下水，使其氧化作用強烈，水-土相互作用以方解石溶解、泥灰巖碎屑水解泥化和伊利石結構退化向伊-蒙混層礦物的轉變為主。后者地下水與外界水力聯系較差，地下水的還原作用活躍，水-土相互作用以長石水解、次生粘土礦物形成和伊利石結構退化向伊-蒙混層礦物的轉變為主。滑帶內的氧化還原作用既能改變滑帶土的礦物組成，而且能改變著地下水的化學組分及侵蝕性。

水化作用：水化作用是水滲透到巖土體的礦物結晶格架中或水分子附著到可溶性巖石的離子上，使巖土體發生微觀、細觀及宏觀的結構變化，從而使巖土體的內聚力降低[47]。滑帶內的水化作用在膨脹類滑帶土中表現得較為明顯，能使滑帶土產生較大的體應變。簡文星等[48]對安樂寺滑坡滑帶特征進行詳細的研究，滑坡滑帶主要礦物成分為蒙脫石、伊利石、長石、石英等，蒙脫石含量高（85%），當吸水后滑帶膨脹，抗剪強度大大降低。

滑帶中的水-巖土化學反應在化學方面能導致化學元素在滑帶土與水之間重新分配；在礦物學方面能夠引起滑帶原生礦物成分的變化和次生粘土礦物的形成；在物理方面水-巖土化學反應能削弱礦物顆粒之間的連接，導致土的孔隙率、土粒排列方式、微結構發生變化，使滑帶土變得松散軟弱。同時滑帶土的水―巖（土）化學作用的過程、產物還受控于滑帶中原巖（土）類型、原生礦物、土體結構、水化學成分和水的流動性、反應系統的開放性及動態性等條件。加強此方面研究有利于尋找水―巖（土）相互作用下滑帶土力學特性變化的根本原因。

3.3.2 水的物理及力學效應 滑帶土的水-巖（土）物理作用機制及效應在國內外已有較長的研究歷史，并取得了大量的研究成果[46，49-52]，概括起來主要集中在3個方面：①降雨引起滑帶內地下水短時間增加而導致的滑帶土軟化、泥化和滑帶強度變化[53-56，33]研究；②基于對滑帶土室內試驗（重塑土）或現場試驗得出的滑帶土物理性質和含水率的關系[57，58]研究；③隨著大型水利水電工程項目的建設，水庫水位周期性漲落使滑帶處于干濕循環狀態而誘發的滑坡引起了人們注意和廣泛深入的研究[32，54]。

總結關于滑帶土的水-巖（土）物理作用研究成果可得如下認識：水對滑帶土的物理作用機制表現為對滑帶土的作用、軟化和泥化作用等。作用是地下水在滑帶土顆粒表面產生效應，削弱了土顆粒間的相互嵌接與相互咬合，使滑帶土的摩阻力減小和剪應力效應增強，地下水對滑帶產生的作用反映在力學上就是使滑帶土的摩擦角減小。軟化和泥化作用是地下水使滑帶土中親水性充填物（粘土礦物）的物理性狀改變，水會在粘土礦物間形成極化的水分層并能吸收溶液中自由的水分子不斷的擴層，同時水分子能夠進入一些粘土礦物晶胞層間形成結構水，這兩種水層能導致粘土礦物外部和內部膨脹，并且隨含水量的變化發生由固態向塑態甚至液態的弱化效應，軟化和泥化作用能使滑帶土內聚力和摩擦角值減小，當滑帶土蒙脫石含量高時尤其顯著。同時也應注意不同類型的滑帶土，由于其粒度組成、礦物成分和結構的不同，在不同含水率情況下水對其軟化作用也不相同。

水對滑帶土的力學作用有靜水壓力效應、飽水效應和動水壓力（滲透壓力）效應，靜水壓力等于滑帶土飽水時的孔隙水壓力，水對土顆粒骨架產生一種正應力，其矢量指向空隙壁面，此時靜水壓力值是由水頭所決定的，因此滑帶傾角較大時靜水壓力一般也較大，滑帶內某點靜水壓力pw值為：pw=ρwgh或γwh

式中：ρw為水的密度，g為重力加速度，h為水頭高度，γw為水的重度。靜水壓力能夠使滑帶土擴容變形。另一方面滑帶土飽水侵泡時，當總應力一致時，靜水壓力的增加能減小有效應力，即為滑帶土的飽水軟化效應，這可用莫爾一庫侖破壞準則來描述：τf=（σn-pw）tanφ+c

式中：τf為抗剪強度，σn為正應力，pw為孔隙靜水壓力。由式可以看出當pw增大時會導致滑帶土有效正應力減小，使滑帶土的抗剪強度參數c、φ值降低。滑帶土的動水壓力為地下水在滑帶中流動時的滲透壓力，當地下水在孔隙中滲流時，水會對其周圍骨架產生滲透壓力，其為水滲透所遇阻力的反作用力，作用方向與滲流方向一致，滑帶內單位土體所受滲透壓力（或動水壓力）為：

f=-fL=-ρwg■=ρwgI

式中：■=I為水力坡度。由于ρw=1g/cm3，因此滲透壓力的大小取決于水力梯度，水力梯度越大，則滲透壓力（或動水壓力）越大[59]。滑帶土內的動水壓力效應作用有2個方面：①對滑帶土產生切向的推力以降低滑帶土的抗剪強度；②滑帶土細粒組分含量高，在動水作用下能順水移動，導致滑帶土結構破壞，一般滑帶中下部細粒組分含量相對上部較高。

滑帶內水的物理機力學效應是一個動態隨機且影響因素眾多的復雜過程，應加強不同類型滑帶土在不同時段和不同空間部位靜水壓力、飽水軟化、動水壓力等地下水作用下滲透性、微觀結構的變化研究，從而深入認識滑帶土的變形過程。

3.4 滑帶土的微觀結構 早在上世紀土力學之父―Terzaghi就指出：粘土在自然沉積過程中的“蜂窩狀結構”是很常見的一種結構形態并提出評價粘性土的變形與強度特性時應當注意其結構的重要性。之后Goldschmidt又提出片架排列結構，Casagrade發展了Terzaghi的蜂窩結構提出了“基質粘土”和“鍵合粘土”的概念，隨著SEM（掃描電子顯微鏡）、XRD（X射線衍射分析）、CT無損傷掃描技術、計算機圖像處理技術、分形幾何理論、平均方向角、定向分布函數以及微結構因子等電子技術的引入和新的數學方法的出現，為滑帶土的微觀結構形態研究提供了技術平臺和理論支持?；瑤恋奈⒂^結構特征及其在外部動力作用下的結構變形行為便成為近年來巖土工程界和工程地質界最感興趣的問題，因為它包含了關于滑帶土的豐富信息，如：滑帶土的形成演化、滑帶土的發展變形階段、滑帶土的力學特性等。因此土的微觀結構及微結構力學研究以成為21世紀工程地質學生長點[36]，目前關于滑帶土的微結構研究已取得了很多有意義的成果，嚴春杰等[60]對三峽工程庫區滑坡滑帶土的微結構研究得出：微裂隙和由淋溶孔隙、粒間孔隙、礦物溶蝕孔組成的微孔隙較發育，使滑帶孔隙率增高，在剪切引起的結構破壞時能激發很高的孔隙水壓力，從而成為高速滑坡的重要形成機制，并將擦痕分為線形擦痕、紊亂型擦痕、弧型擦痕分別對應不同的滑帶運動方式。王洪興等[61]論述了粘土礦物顆粒定向排列測定的基本原理并提出粘土礦物定向性定量評價方法。宋丙輝等[57]通過室內試驗并基于分形理論，結合圖像分析處理軟件對舟曲鎖兒頭滑坡滑帶土微結構進行了定量化研究，得出了孔隙形態分維數與孔隙比和抗剪強度指標間的相關關系。同時滑帶土的微結構特征對滑帶土的發展演化階段也有著重要的指示作用，嚴春杰等[62]研究發現當滑帶土處于滑動階段時粘土礦物呈定向排列且微孔隙和微裂隙發育；當滑帶處于穩定階段時粘土礦物無定向排列并無擦痕，常見樹枝狀、網格狀結構。這也是滑坡災害預警的重要參考指標。

滑帶土的力學性質歸其原因都是其內在微觀結構在外部條件（上伏巖土體重力、剪應力、孔隙水壓、微生物等）作用下發生變化的外在反映。開展滑帶土微結構研究與傳統土力學研究方法有很大的不同，首先它是通過對微觀機制的研究來解釋和模擬滑帶土的宏觀行為，其次它將土體視為各向異性的含孔隙介質，并十分強調結構的重要性。這種獨特的角度和方法對于我們深刻認識滑帶土有著極其重要的意義，但現階段的研究基本還處于起步定性階段，資料也很缺乏，有必要進一步研究。

4 存在問題及展望

4.1 顆粒組成是滑帶土強度研究的重要內容之一，以往的研究主要側重于細粒土顆粒組成與滑帶土強度參數C、φ相關性，第一，忽略了剪切過程中滑帶土強度變化的內在機制；第二，不能夠解釋碎石類滑帶土的力學特性。因此以后應加強對碎石類滑帶土研究，尤其是土石混合體系中不同粒徑顆粒在不同應力條件下的力學行為和運動特征以及不同形狀顆粒對滑帶土抗剪強度的影響等的研究。

4.2 滑帶中的元素地球化學和礦物成分（特別是粘土礦物）特征及變化和滑帶力學性質改變存在深層次的聯系，它有利于反映滑帶形成過程中水-巖（土）相互作用機制、程度；揭示滑帶形成的地質地球化學條件；解釋滑帶土抗剪強度降低的內在機理，是滑帶土研究中亟待開拓的研究領域。應加強對滑帶中粘土礦物結構和組合特征、不同粘土礦物的含量比、粘土礦物形成轉化機制及粘土礦物在水作用下的物理-力學性質等研究。同時注意對K、Na、Ca等活動性元素和具有變化價態的Fe元素研究，尋找他們與滑帶土強度的關系，預測滑坡活動特征。

4.3 滑帶土的微觀結構是滑帶土深入研究中有望產生重大突破的研究領域，但目前對微結構的研究還處于定性描述階段，針對目前的研究現狀，筆者認為應主要從以下4個方面對滑帶微結構進行深入研究：①加強對不同類型滑帶土微觀結構形成機制及影響因素研究，并預測滑帶微結構在環境改變后（如飽水軟化、地震等）可能的變化特征；②通過計算機圖形處理技術和CT技術等加強對滑帶土微觀結構定量研究，找出影響滑帶土力學性質的微觀結構因子；③建立滑帶土在剪應力作用下的微觀力學模型，從而提高滑帶土強度計算精度；④研究滑帶土微觀結構變化與宏觀滑帶土力學物理量間的關系，尋找滑帶土微結構與工程特性的直接制約關系。

4.4 水對滑帶土的影響在某些方面已取得了大量的研究成果，但由于其內容的復雜性目前對它的認識程度還是較低的，需要進一步研究的問題有量化滑帶土中水化學反應的力學效應及其與滑帶土宏觀力學行為的關系；水溶液成分及性質的變化對滑帶土內水土化學反應的影響；滑帶土中的滲透場與變形場和應力場的耦合作用；水對滑帶土物理作用的力學效應；滑帶土的水文地質效應等。

4.5 微生物等微小生命體在地球表層廣泛存在，滑帶中的微生物研究已有相關報道[5，60]，應從其生命活動過程導致的滑帶土機械破壞、新陳代謝分泌物對滑帶土微觀結構、滑帶內水土化學反應作用影響方面進一步研究。

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