新疆板塊狀鹽漬土工程特性

鹽漬土巖土工程特性研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

該文介紹鹽漬土分布的狀況及成因,闡述了國內(nèi)外鹽漬土研究和鹽漬土病害治理的進(jìn)展和主要成就,以及近年來在鹽漬土三相結(jié)構(gòu)、鹽分運移和工程特性等領(lǐng)域研究的基本理論、方法和最新進(jìn)展,探討了國內(nèi)對西北地區(qū)鹽漬土巖土工程特性的研究,在此基礎(chǔ)上,指出了需要進(jìn)一步研究的問題。

通過對新疆焉耆地區(qū)和碩至庫爾勒高速公路沿線天然鹽漬土的室內(nèi)基本性質(zhì)試驗分析,選取粉土、粘土類天然鹽漬土在開放系統(tǒng)中進(jìn)行反復(fù)凍融循環(huán)條件下的試驗研究,從土類及鹽性角度研究得出氯鹽漬土的鹽脹規(guī)律。通過對氯鹽漬土進(jìn)行溶陷試驗,研究氯鹽漬土在不同含水量和含鹽量條件下的溶陷變形特性,并定性分析氯鹽漬土溶陷系數(shù)與含水量、含鹽量的關(guān)系,可供工程人員參考。

介紹寒旱區(qū)鹽漬土分布的狀況及成因,闡述了國內(nèi)外鹽漬土研究和鹽漬土病害治理的進(jìn)展和主要成就,以及近年來西北寒旱地區(qū)工程特殊性等領(lǐng)域研究的基本理論、方法和最新進(jìn)展,探討了國內(nèi)對寒旱地區(qū)鹽漬土巖土工程特性的研究,在此基礎(chǔ)上,指出了需要進(jìn)一步研究的問題.

為了深入研究西北地區(qū)天然粗、細(xì)顆粒鹽漬土的工程特性,探討不同鹽漬土的顆粒組成對鹽漬土地區(qū)道路病害防治措施方法選擇的影響,文中對采自甘肅及新疆的典型天然粗粒鹽漬土和細(xì)粒鹽漬土分別進(jìn)行了室內(nèi)基本工程性質(zhì)試驗和大尺寸多次凍融循環(huán)鹽脹模型試驗,并對經(jīng)過多次凍融循環(huán)后的天然鹽漬土進(jìn)行電鏡掃描及分析對比。試驗結(jié)果表明,粗粒鹽漬土在降溫階段土體產(chǎn)生鹽脹后亦會出現(xiàn)下陷,最終土體溶陷量大于鹽脹量,凍融循環(huán)次數(shù)的增加會導(dǎo)致粗粒鹽漬土大顆粒骨架破壞塌陷;細(xì)粒鹽漬土具有較好的鹽脹累加性,隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加在自然升溫階段鹽脹累加性不再明顯,鹽脹率與凍融循環(huán)周期的關(guān)系符合二次拋物線變化規(guī)律;由于粗、細(xì)粒鹽漬土在凍融后微觀結(jié)構(gòu)組成上存在差別,在選擇道路處治措施時應(yīng)該采用不同的方法。

第47卷論文集 2011年8月 蘭州大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） journaloflanzhouuniversity(naturalsciences) vol.47proceedings aug.2011 文章編號:0455-2059(2011)-0054-04 鹽漬土工程特性的研究現(xiàn)狀與展望 胡昕,張希宏,劉厚健 中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計院,西安710032 摘要:隨著中國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施,西部地區(qū)的工程建設(shè)活動日益活躍,許多工程項目不可避免地遇 到了鹽漬土病害.因此,研究鹽漬土對確保西部地區(qū)工程建設(shè)的順利開展具有重要意義.本文對鹽漬土的成 因及分布規(guī)律、物理力學(xué)性質(zhì)、各類病害的形成機制和處治措施的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié),并提出了今后的研 究方向. 關(guān)鍵詞:鹽漬土;含鹽量;工程特

鹽漬土廣泛分布于我國東部沿海地區(qū),在工程建設(shè)中常出現(xiàn)溶陷、鹽脹及腐蝕性等病害,對工程建設(shè)造成了極大地危害.試驗采用成都理工大學(xué)自主研制新型抗鹽脹固化材料sd作為固化劑對人工配置氯鹽鹽漬土進(jìn)行室內(nèi)試驗,研究固化劑對氯鹽鹽漬土工程特性的影響.試驗表明,抗鹽脹固化劑可有效提高氯鹽鹽漬土強度,降低鹽漬土膨脹性,固化劑摻量為2.5%,5%的試樣28d抗壓強度相較于純水泥試樣分別增加56.72%,95.52%,抗折強度分別增加48.11%,52.53%;添加了固化劑試樣線膨脹量約為純水泥加固試樣的的0.2倍.該固化劑有效提高了工程質(zhì)量,延長其使用壽命,大大提高了工程經(jīng)濟(jì)效益.抗鹽脹固化劑主要是通過抑制鹽漬土中的鹽離子與鋁酸鈣的反應(yīng)即抑制friedel鹽和鈣礬石的生成來達(dá)到固化氯鹽鹽漬土的目的.

鹽漬土具有鹽脹性、溶陷性和腐蝕性,這會導(dǎo)致路基出現(xiàn)鹽脹、溶陷等病害,為此,介紹了鹽漬土路基常見的改良措施,包括石灰改良鹽漬土、粉煤灰改良鹽漬土、水泥改良鹽漬土、砂礫改良鹽漬土,并對改良效果進(jìn)行對比分析,提出了改良鹽漬土施工建議,以降低造價,減少對環(huán)境的破壞。

通過對凍結(jié)鹽漬土進(jìn)行三軸試驗,研究固化劑加固前后凍結(jié)鹽漬土強度特性與強度相對提高率變化規(guī)律。研究表明,凍結(jié)鹽漬土的偏應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線為應(yīng)變硬化型。為了有效改善鹽漬土性能采用固化劑進(jìn)行改良,有效增強土體強度與穩(wěn)定性,固化劑是良好的改良材料。凍結(jié)固化鹽漬土的偏應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線表現(xiàn)為應(yīng)變軟化型,隨著固化劑摻量增加早期強度、彈性模量和破壞強度呈先增后減變化趨勢,殘余強度增加,殘余強度比呈先減后增變化趨勢。固化劑對凍結(jié)鹽漬土強度相對提高率從兩方面進(jìn)行分析:強度提高系數(shù)(破壞時對比)和規(guī)格化應(yīng)力(整個受力變形過程對比);固化劑加固后凍結(jié)鹽漬土強度相對提高率均大于1,說明固化劑對凍結(jié)鹽漬土有良好的加固作用;隨著固化劑摻量的增加,固化凍結(jié)鹽漬土的強度相對提高率呈先增后減變化趨勢。因此,固化劑摻量為6%時土體強度最佳,抵抗變形的能力最強,即最為合理的加固方案。

介紹了鹽漬土工程特性,分析了鹽漬土中鹽分對瀝青材料、石灰及水泥等筑路材料的影響,深入探討了鹽漬土導(dǎo)致的路肩及邊坡松散剝蝕,路基凍脹翻漿等道路病害,對鹽漬土地區(qū)的道路設(shè)計,施工具有一定的指導(dǎo)意義。

鹽漬土廣泛存在于我國西北部地區(qū),因其具有鹽脹,溶陷等工程特性使得該地區(qū)的工程項目建設(shè)受到了嚴(yán)重的危害,嚴(yán)重的制約了當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展。本文查閱了鹽漬土的相關(guān)研究,尤其是凍融循環(huán)條件下鹽漬土工程特性的研究并予以綜述,為解決該地區(qū)鹽漬土問題提供參考與借鑒。

本文主要闡述了鹽漬土的定義及在鹽漬土地區(qū)出現(xiàn)各種病害和對這些病害采用的處理措施等。

為深入研究新疆阿拉爾路基鹽漬土的鹽脹特性,在室內(nèi)進(jìn)行了多次凍融循環(huán)模擬試驗。通過不同鹽分分布狀態(tài)的鹽脹試驗,分析鹽分不同空間分布的鹽脹結(jié)晶規(guī)律;對初始壓實密度相同、含水率相同的含鹽和不含鹽的兩組土樣的對比,分析鹽漬土不同的含鹽量、干密度、含水率、顆粒不均勻系數(shù)對鹽脹性的影響。結(jié)果表明在以后路基施工過程中,可通過控制鹽漬土路基中的含鹽量、含水率、顆粒級配等來抑制路基鹽脹破壞程度,從而減少路基因鹽漬土鹽脹帶來的病害。

在已有研究成果的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)分析和總結(jié)鹽漬土的鹽脹特征、溶陷特性、壓縮特性、抗剪特性、滲透特性、毛細(xì)性特征,對于指導(dǎo)我國鹽漬土地區(qū)公路的修筑和養(yǎng)護(hù),提高工程質(zhì)量具有重要意義。

詳細(xì)介紹新疆鹽漬土對路基工程的危害,重點分析了鹽漬土地區(qū)公路路基病害的處理措施,對提高路基高度法、換填法、強夯法和設(shè)置隔斷層法等進(jìn)行比較,并簡要論述鹽漬土路基施工的注意事項。

詳細(xì)介紹新疆鹽漬土公路路基病害的特點,并提出解決辦法。重點分析了鹽漬土地區(qū)公路路基病害的處治方法,對路基提高法、換填法、強夯法和設(shè)置隔斷層法等進(jìn)行比較分析,并找出最優(yōu)方案。

鹽漬土擊實特性研究——鹽漬土對公路造成的危害嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)損失巨大，為了更好地控制土壤鹽漬化，解決各類建筑工程中的鹽脹病害，因此在公路建設(shè)中應(yīng)加強對這個方面防治研究、實施合理措施，擬進(jìn)行鹽漬土擊實試驗研究，試驗是在土中摻入不同含量的硫酸鈉、氯化鈉...

通過分析鹽漬土的工程性質(zhì)及其對公路路基的病害類型,論述鹽漬土地區(qū)道路設(shè)計中需要考慮的一些問題,并提出相應(yīng)的對策,以滿足鹽漬土地區(qū)路基設(shè)計要求,保證道路的安全及可靠。

對東北松嫩平原的碳酸鹽漬土進(jìn)行了勘察和室內(nèi)試驗分析,結(jié)果表明碳酸鹽漬土在1m以內(nèi)土壤含鹽量隨深度增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢,在深度50~75cm的土層內(nèi)含易溶鹽最多,其中陽離子以na+為主,陰離子以hco-為主;土壤的ph值在9.58~10.08之間,堿性較強;通過人工配鹽,測得碳酸鹽漬土隨著含鹽量的增大,土的液塑限都有所提高;通過膨脹試驗發(fā)現(xiàn):當(dāng)碳酸鹽含量大于0.5%時,膨脹量顯著增大,當(dāng)含鹽量從0.5%逐漸增加到2.0%時,它的膨脹率最大可以達(dá)到23%;同時土體的抗剪強度與含鹽量也有密切的關(guān)系,當(dāng)土的含鹽量增加時,黏聚力有減小的趨勢,而內(nèi)摩擦角先減小后增大。

為減少鹽漬土對鹽漬土地區(qū)修建公路時的危害、利用鹽漬土做為路基填料,以新疆某高速公路建設(shè)項目為例,通過室內(nèi)試驗掌握該項目中鹽漬土的溶陷特性,為該項目順利實施打下了堅實的基礎(chǔ).

為了深入研究1#聚熱塔所處地基鹽漬土的工程特性,對該處鹽漬土分別進(jìn)行了工程性質(zhì)試驗、凍融循環(huán)鹽脹性試驗、室內(nèi)溶陷試驗及現(xiàn)場溶陷試驗。試驗表明,一定荷載的存在能夠抑制鹽漬土鹽脹,當(dāng)荷載為50kpa時,鹽脹基本消失,鹽脹活躍區(qū)間集中在-10℃~0℃;地基3m~6.2m深度處鹽漬土含鹽量大,浸水變形很大,未經(jīng)處理不可直接作為建筑物地基;根據(jù)此處鹽漬土的工程特性,采用浸水預(yù)溶法對地基土進(jìn)行處理。

新疆南疆屬鹽漬土分布較廣、鹽漬土災(zāi)害嚴(yán)重的內(nèi)陸干旱荒漠區(qū)域。不同地區(qū)由于地形、地貌及地下水分布的差異,導(dǎo)致其鹽漬土工程性質(zhì)有著明顯的區(qū)別,使鹽漬土災(zāi)害防治存在不確定因素。作者通過南疆三地區(qū)鹽漬土工程性質(zhì)的試驗對比研究,試驗分析結(jié)果表明:南疆不同地區(qū)受區(qū)域地形、地貌及地下水分布的差異和地質(zhì)構(gòu)造的影響,其鹽漬土分布具有較明顯的區(qū)域分異性,鹽分組成及含鹽量具有很大的差異,使不同地區(qū)的鹽漬土在力學(xué)強度、土的可塑性及鹽漬土鹽-凍脹變形特性方面存在較大的差異。