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《基于凍融循環(huán)試驗對鹽漬土路基鹽脹性的研究學位論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、基于凍融循環(huán)試驗對鹽漬土鹽脹性的研究摘要：當土壤中含有的鹽堿成分達到一定程度時，土體的膠體性質惡化，致使土體的物理力學性質減弱，常常引起溶陷、鹽脹、腐蝕等工程病害。本文為了模擬冬季降溫較快，而來年春季升溫較慢的溫度變化環(huán)境，對土樣進行凍融循環(huán)試驗，探討了鹽脹量與凍融次數、含水率、降溫速率等之間的關系。通過試驗，發(fā)現土體鹽脹量具有累增性，且鹽脹量與凍融周期呈二次拋物線關系；同時，通過掃描電鏡觀察，對凍融循環(huán)試驗中土體的微觀結構變化進行探究，分析了土體鹽脹的機理和土體強度變化過程。通過對鹽漬土鹽脹性的一些研究，以期能夠對減少鹽漬土病害盡一份微薄之力。關鍵詞：鹽
2、漬土鹽脹性凍融循環(huán)試驗含水率降溫速率鹽漬土廣義理解系指鹽土和堿土在內的，以及不同鹽化、堿化土壤的統(tǒng)稱。土的含鹽量通常是用一定土體內含鹽的重量與其干土重量之比，以百分數來表示。當土壤中含有的鹽堿成分達到一定程度時，就會惡化土壤的物理性質，影響工程的正常使用。在公路工程中一般指地表下1.0m深的土層內易溶鹽平均含量大于0.3%的土[1]，具有溶陷、鹽脹、腐蝕等工程特性。鹽漬土在我國分布很廣，面積亦大，類型眾多。在我國西北、華北、東北的西部、內蒙古河套地區(qū)以及東南沿海一帶都有分布。土壤中易溶鹽類主要可以分列為三大類：即氯化物鹽類、硫酸鹽類和碳酸鹽類，不同類型的鹽
3、漬土對道路工程的危害不盡相同，我國鹽漬土地區(qū)公路病害主要有鹽脹、翻漿、溶陷和腐蝕等類型。其中，控制土體鹽脹動態(tài)特征的基本要素是水、鹽、熱、力[2]。水主要指土中水的含量及補給狀況；鹽主要指易溶鹽的成分及含量；熱主要指溫度的高低及時空變化；力主要指土體膨脹產生的內部應力。本文就基于凍融循環(huán)試驗，對鹽漬土地基鹽脹性進行了探討，以期能夠為減少或避免鹽漬土地基的危害做出一些貢獻。1.研究背景鹽漬土與素土的根本區(qū)別就在于前者含有一定量的易溶鹽，當這些鹽類完全溶解于水中時，不增加液體體積，僅僅增大其比重；當不能完全溶解于土中水時，過飽和的鹽分便以固體結晶賦存于土顆粒之
4、間，起著骨架作用。此時，作為土的固相體則包含了鹽粒，將這種隨溫度或水分而改變相態(tài)的易溶鹽，稱為“易溶鹽相”這樣，鹽漬土就成了四相土，即固相、液相、氣相和易溶鹽相[2]。由于易溶鹽類的直接存在和鹽分改變了土壤膠體的交換性陽離子，以及對土壤膠體物理的間接影響，從而改變了土壤的物理力學性質。鹽漬土的性質取決于含鹽類型、含鹽量、土質結構、含水率以及所處環(huán)境的溫度等。鹽漬土對路基工程產生了很大的危害，不同類型的鹽類鹽漬土對公路工程的危害不盡相同。氯化物鹽比其他鹽易于溶解，在水的作用下，易使路基土壤過分濕化，出現翻漿等病害，引起路肩、路基、路面、邊坡的濕陷、塌陷等；而
5、硫酸鹽易結晶析出，造成土體體積膨脹，在鹽脹力的反復作用，使路基的土體結構遭到破壞，引起路基整體和穩(wěn)定性下降，產生不均勻沉陷，導致路面網裂或裂縫，經行車荷載碾壓、沖擊的反復作用，加速了路面的破壞程度[3]。另外，硫酸鹽鹽漬土對瀝青材料的侵蝕性強，它可以促使瀝青材料乳化，從而削弱了瀝青與骨料之間的物理化學吸咐、化學吸附和選擇性吸附，使瀝青面層的強度降低，顆粒間聯結力降低，甚至掉粒、破壞[4]。2.鹽脹特性的研究鹽脹是指土中鹽類因溫度、濕度改變而導致的土體體積變化。鹽漬土的鹽脹是指自然界中土體受氣溫周期變化產生體積膨脹的現象。硫酸鹽漬土的鹽脹與一般膨脹土的膨脹不
6、同，一般膨脹土的膨脹主要是由于土中含有的強親水性粘土礦物吸水后導致土體膨脹，而硫酸鹽漬土的鹽脹則是結晶膨脹，是指鹽漬土因溫度降低或失去水分后，溶于土中孔隙中的鹽分濃縮并析出而結晶所產生的體積膨脹。鹽漬土地區(qū)的鹽脹對工程的危害主要發(fā)生在含硫酸鹽(硫酸鈉)的地區(qū)。路基土鹽脹的形成是土體內硫酸鈉遷移聚積、結晶體脹和土體膨脹三個過程的綜合結果[5]。是由于土中液態(tài)或粉末狀硫酸鈉在外界條件變化時吸水結晶而產生體積膨脹所造成，是在水分場、鹽分場、溫度場、變形場及應力場四場的綜合作用下發(fā)生的?？刂仆馏w鹽脹動態(tài)特征的基本要素是水、鹽、熱、力。影響硫酸鹽漬土膨脹的因素除了硫
7、酸鈉含量、土體密度和粘土礦物等以外，對于相同性質的土，含鹽量一定的土體來說其鹽脹量決定于溫度和含水量。與含水量也有著十分密切的關系。由無水或過飽和的硫酸鈉結晶膨脹機理來看，硫酸鈉結晶至少要吸收10個水分子，所以說水是硫酸鈉結晶膨脹的必要條件。無水或過飽和的硫酸鈉，在低溫條件下吸附10個水分子后，變成晶體硫酸鈉，分子量由142增加到180，所需水的比率約為1.27（10H20/Na2S04=180/142=1.27)?？梢?，遇水結晶后硫酸鈉的膨脹量也是非?？捎^的，表1中可以看出，硫酸鈉結晶的體積膨脹率遠遠高于其他鹽類的體積膨脹率[6]。表1不同鹽類的結晶膨脹
8、率鹽類吸水結晶膨脹率（%）CaCl2·2H2OCaCl2·4H2O
