海洋粘土

海成粘土は、世界中の沿岸地域で見られる粘土の一種です。北部の氷河が消滅した地域では、地滑りを引き起こすことで悪名 高い粘土であることもあります。

海洋粘土は、粒子サイズ クラスに割り当てられた土の粒子です。これは通常、USDA の分類に関連付けられており、砂は 0.05 mm、シルトは 0.05 ～ 0.002 mm、粘土は直径 0.002 mm 未満です。このサイズの粒子は、粘土の侵食と海への 輸送を伴う海洋システム内に堆積したという事実と相まって、このサイズになります。

土壌粒子は水に溶けると浮遊し、まず砂が重力の影響を受け、浮遊したシルトと粘土は溶液中に浮遊したままになります。これは濁度としても知られ、浮遊する土壌粒子が水溶液を濁った茶色にします。その後、これらの粘土粒子は深海平原に運ばれ、粘土の割合が高くなって堆積します。

粘土が海底に堆積すると、凝集と呼ばれるプロセスによって構造が変化することがあります。凝集とは、微粒子が凝集または凝集塊になるプロセスのことです。凝集は、端から端までの凝集または端から面までの凝集のいずれかです。これは、個々の粘土粒子が相互に作用することを意味します。粘土は凝集するだけでなく、凝集したり構造が変化したりすることもあります。

粘土粒子は、それぞれがまったく異なる特性を持つさまざまな構成に自己組織化することができます。

粘土粒子の構造がこのように変化する理由は、粘土粒子の基本構造と陽イオンが入れ替わるためです。粘土粒子のこの​​基本構造は、シリカ四面体またはアルミニウム八面体として知られています。これらは粘土粒子の基本構造で、通常はシリカまたはアルミニウムの陽イオン1 つが水酸化物陰イオンに囲まれています。これらの粒子はシート状に形成され、粘土粒子として知られています。粘土には、重力に逆らって水を保持する粘土の能力である微細多孔性、収縮膨張容量、吸収能力など、非常に特殊な特性があります。

粘土が海洋に堆積すると、海水中の過剰なイオンの存在により、粘土粒子の緩く開いた構造が形成され、凝集と呼ばれるプロセスが発生します。太古の海面変動により漂着して乾燥すると、この開いた構造は、そのような粘土が水の浸透に対して開かれていることを意味します。したがって、海洋粘土での建設は、地質工学上の課題となります。^[1]

粘土が泥炭の上に重なる場所では、海岸線の横方向の移動が示され、相対的な海面の上昇を示す。

海底粘土の膨張は、わずか数年で建物の基礎を破壊する可能性があります。建設現場の気候条件の変化により、海底粘土の上に建設された舗装（路床として）は耐久性が低くなり、メンテナンス費用が高くなります。ただし、いくつかの簡単な予防措置を講じることで、危険性を大幅に軽減できます^[要出典]。

この正の陽イオンが別の陽イオンと入れ替わることで、カオリナイト、モンモリロナイト、スメクタイト、イライトなど、さまざまな種類の粘土が作られます。海水は陽イオンの溶解度が高いため、粘土の負の正味電荷を克服し、粘土の陽イオンをより正の電荷の少ないものと入れ替えることが非常に簡単になるので、海水粘土ではこれが発生します。これらの海水粘土は、浸食特性で悪名高い、いわゆる生粘土である可能性があります。これらの生粘土の好例は、太平洋岸北西部にあります。これらはブルーグーとして知られ、粘土とメランジュ（緑色岩、玄武岩、チャート、頁岩、砂岩、片岩。付加体ウェッジによって隆起）の混合物です。これらの粘土は飽和すると液状化が起こり文字通り流れ出るため非常に不安定で、その上に建物を建てる場合、非常に高いリスク要因が伴います。そのため、土砂崩れの原因となります。その他の海洋粘土は、陶磁器、日干しレンガなどの建築材料など、世界中でさまざまな用途に使用されています。不浸透層として使用できる土壌中の粘土層は、重金属の吸収能力が非常に高いため、廃棄物処理や化学物質流出の際に非常に重要です。これらの粘土が人間の利用に供されるためには、侵食され、海底に堆積し、その後地殻変動によって隆起して陸地に運ばれなければなりません。

シンガポールのマリーナ・バラージ建設中、現場で海粘土が発見された。海粘土は数年前のニコル・ハイウェイ崩落の原因であったため、建設チームはマリーナ・バラージの安定性を確保するために海粘土をすべて除去した。^[要出典]その後、地下深くでも海水と混ざった海粘土が発見された。

海洋粘土がもたらす地質工学上の問題は、さまざまな地盤改良技術で対処できます。海洋粘土は、セメントまたは同様の結合材と特定の割合で混合することで密度を高めることができます。海洋粘土は、磁器産業や樹木伐採産業などのさまざまな産業の廃棄物を使用して安定化できます。この方法は、海洋粘土が路床土として使用されている高速道路でよく採用されています。^{[引用が必要]}

• ̈連雲港軟弱海上粘土の水力学的挙動に対する間隙水化学の影響 - Deng, YF ; Yue, XB ; Cui, YJ ; Shao, GH ; Liu, SY ; Zhang, DW 応用粘土科学、2014 年 6 月、第 95 巻、pp. 167–175

• ̈少量のセメントで安定化した高含水率海成粘土の強度; Zhang, R ; Santoso, A ; Tan, T ; Phoon, Kː Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering、2013 年 4 月 23 日

• セメント処理したシンガポール海成粘土の構造化と崩壊挙動; Kamruzzaman, A ; Chew, S ; Lee, F; Journal of Geotechnical Engineering、2009 年 4 月、第 4 号、pp. 573–589

• 完新世海進による湖成氷河粘土の硫化（バルト海、アルコナ盆地）; Holmkvist, Lars ; Kamyshny, Alexey ; Brüchert, Volker ; Ferdelman, Timothy G. ; Jørgensen, Bo Barker; Geochimica et Cosmochimica Acta、2014 年 10 月 1 日、第 142 巻、pp. 75–94

• 軟弱海底粘土における杭の線形および非線形動的応答; Dezi, Francesca ; Gara, Fabrizio ; Roia, Davide; Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering、2016 年 7 月 29 日、Vol.143(1)