盐渍土冻胀性的试验研究
抗疏力固化剂改良硫酸钠盐渍土盐胀及溶陷试验研究
抗疏力固化剂改良硫酸钠盐渍土盐胀及溶陷试验研究抗疏力固化剂改良硫酸钠盐渍土盐胀及溶陷试验研究摘要：盐碱土是世界各地普遍存在的一种问题土壤，对农业生产和生态环境产生了严重影响。
本研究以硫酸钠盐渍土为研究对象，通过试验研究抗疏力固化剂对盐胀及溶陷性能的改良效果。
研究结果表明，抗疏力固化剂能够显著降低土壤的渗透性和盐胀率，提高土壤的稳定性。
因此，抗疏力固化剂有望成为改良盐渍土的有效手段。
关键词：抗疏力固化剂，硫酸钠盐渍土，盐胀，溶陷引言：盐渍土是指含有过高盐分的土壤，其盐分浓度超过了植物耐盐范围，严重制约着土地的农业利用和生态环境的修复。
盐胀是盐渍土面临的主要问题之一，它会引发土壤的松散破坏和沉降，在硬化地基、道路、建筑物等工程中造成严重后果。
因此，研究盐胀问题及其解决方法具有重要的理论意义和实践价值。
实验方法：本研究选取具有典型硫酸钠盐渍土的实验样品作为研究对象，采用抗疏力固化剂对其进行改良。
首先，收集土壤样品进行基本物理性质测试，包括含盐量、颗粒组成和孔隙度等。
然后，制备不同配比的抗疏力固化剂溶液，并将其渗入盐渍土样品中。
接着，通过室内盐胀和溶陷试验，对比研究抗疏力固化剂前后的渗透性、盐胀率和溶陷性能，从而评估其改良效果。
结果与分析：实验结果表明，经过抗疏力固化剂处理后，硫酸钠盐渍土的渗透性得到明显改善。
在盐胀试验中，固化剂处理组的盐胀率较对照组显著降低，说明固化剂能够有效抑制盐胀现象。
同时，在溶陷试验中，固化剂处理组的溶陷量也明显减少，表明固化剂能显著提高土壤的稳定性。
这是因为抗疏力固化剂中的活性成分能与土壤中的盐分发生反应，形成稳定的化合物，使土壤颗粒间的胶结力增加，从而阻止渗透和溶陷现象的发生。
结论：本研究通过试验研究，证明了抗疏力固化剂对硫酸钠盐渍土的改良效果。
抗疏力固化剂能够显著降低土壤的渗透性和盐胀率，提高土壤的稳定性。
这为盐渍土的改良提供了一种有效的方法，具有重要的工程应用前景。
同时，还需要进一步研究抗疏力固化剂的最佳配比和施工方式，以实现对盐渍土的可调控和全面改良。
大庆地区碳酸盐渍土室内冻胀试验研究
第12卷第1期2021年3月黑龙江大学工程学报J ou—H of Engineering of Heilongjiang UniversityV c012,N c.1Mar.,2021DOI：10.13524/j.2095-C08x.2021.01.003大庆地区碳酸盐渍土室内冻胀试验研究郭琳1lb,王正君1c'1b!*,赵安平2,宫<1t!1b,姜荣辉1t!1b,王嘉峪2(1.黑龙江大学a.寒区水利工程重点实验室；b.水利电力学院；c.建筑工程学院，哈尔滨150080；2.山东农业大学水利土木工程学院，山东泰安271017)摘要：为了研究冻融循环对大庆地区碳酸盐渍土的冻融特性的影响，以含盐量和含水量为变量进行冻融循环试验，分析冻融作用下含盐量和含水量对该类型土的工程性质和工程性态的影响。
借助GDS三轴仪进行固结不排水剪切，探究冻融循环次数对碳酸盐渍土强度的影响，解释盐胀病害发生机理、发展规律和影响因素。
结果表明，含盐量和含水量对盐渍土冻融循环过程中位移的变化均有明显影响，即随着含盐量的增加，冻结过程中负温面积呈先减小后增大的趋势；随着冻融循环次数的增加，黏聚力逐渐减小，而内摩擦角先增大后减小。
关键词：盐渍土；冻融；冻胀特性；三轴剪切试验中图分类号：TU502文献标志码：A文章编号：2095-008X(2021)01-0017-04 Laboratory frost heave test of carionatr soii ie Daqing areaGUO Lin1x1b,WANG Zheng-Jun111.&,ZHAO An-Cing1c'&,GONG Ying1a'1b,JIANG Rong-Hui1x1b,WANG Jio-Yu2(1.HeCowgjiang University a.Key Lab of Water Hydraulic Engineering t Coll Regions； b.School eg Hydraulic and Electric Pooer； c.School O Cct Engiming,Harbin150080,China； 2.Collegr O Hyyraultc and Civil Engiming,Shandong Agricultural Uniersity Tai f an271017,Shandong,China)Abstract:To study the inOuenco of freeze-thaw cyde on the freeze-thaw charactenstico of corbonate soil in Daqing d—e,the freeze-thaw cyde test was corned out wiO slt content and water content as veriables,and the effects of slt content and water content on the engineering prope—ies and engineenng properties of tOe soil were analyzed. The effect of freeze-thaw cycles on the strengtO of corbonate soil was studied by using GDS013X131apparatus and the mechanism,developmeniaw and infuencing factors of salt expansion4:56X0were explained.The results show that the slt conWnt and water conWnt have obvious inauency on the displacement change of saline soil during freeze-thaw cycie,that is,with the inc—vso of sait content the negtWe temperature xe v frst de—vsvs and then increeses；with the inc—co of feeze-thaw cycles,the cohesion dec—vses g—duty,whiie the inte—ai ffetion angie inc—ases first and then dec—ases.Key words:cyrbonate soii;freeze-thaw;f—st heave charactenstid;twaxiai shear test收稿日期：2020-C6-22；修订日期：2020-08-11基金项目：国家自然科学基金项目(51678221)；国家重点实验室开放项目(SKLFSE201615)；黑龙江省应用技术研究与开发计划引导项目(GZ16B013)作者简介：郭琳(1995-),女，硕士研究生，研究方向：建筑材料与无损检测'E-maii：*****************&通讯作者：王正君(1971-),男，教授，博士，硕士研究生导师，研究方向：建筑材料与无损检测'E-maii：wzjsir@163..om 赵安平(1977-),女，副教授，博士，研究方向：地质工程、岩土工程及冻土工程'E-maii：2008047@hlju..du,on引文格式：郭琳，王正君，赵安平，等.大庆地区碳酸盐渍土室内冻胀试验研究]J].黑龙江大学工程学报，2021,12(1)：17-20.・18・黑龙江大学工程学报第12卷0引言盐渍土指自然环境土和盐土以及盐性土体土体，具溶陷、盐及腐蚀性等特性的特殊土体［门。
冻融循环条件下亚氯盐渍土盐冻胀试验研究
９４ 长江科学院院报 ２０１８年
温材料。试样采用轻型击实标准，将试样按最优含 水率配置并进行封闭闷料使含水均匀，将配置好的 土样以压实度为 ９３％的标准分 ６次击入高 ６８ｃｍ， 内径 ３０ｃｍ的有机玻璃筒内，由上而下依次分为第 １层，第 ２层，…，第 ５层，第 ６层是底部制冷头的控 制温度，不考虑该层温度变化。分层在预留的有机 玻璃筒边壁孔洞预埋温度感应探头，监测土体内部 的温度变化情况，顶端装上百分表记录变形量。试 样的成型温度控制在 ２０℃左右。试样共经历了 ７ 次冻融循环周期，每个周期历时 ４８ｈ。降温时，上端 面为冷端面，设置温度为 －２５℃，下端面设置为 ５ ℃；升温时，上端面设置为 ２０℃，下端面还是设置为 ５℃不变。图 １为试验装置示意图。
冻融循环条件下亚氯盐渍土盐冻胀试验研究
刘 凯，张远芳，张运海，潘 蕾
（新疆农业大学 水利与土木工程学院，乌鲁木齐 ８３００５２）
摘 要：为研究亚氯盐渍土的盐冻胀特性，对罗布泊地区天然亚氯盐渍土进行多次冻融循环试验，研究了含硫酸盐 亚氯盐渍土的温度变化规律和盐胀特性。试验结果表明：在冻融循环作用下，同一土层的温度升降基本一致，每一 土层的温度分布形式成抛物线型，离冷端面较近的第 １层和第 ２层温度变化较大，而第 ３层到第 ５层温度变化较 小；低液限粉土的亚氯盐渍土具有较好的盐胀累加效果，盐胀量随着温度的降低而增加，随着温度的升高有所回 落，最大盐胀量可达到７．６１ｍｍ；前 ４周期的盐胀效果明显，产生的盐胀量约占总盐胀量的 ８０％；盐胀在前 ６次冻融 循环逐渐增大，但增大的趋势慢慢降低，并在第 ７次冻融循环作用时趋于稳定。研究成果可为分析含硫酸盐亚氯 盐渍土的盐胀机理和治理盐胀病害提供参考。 关键词：亚氯盐渍土；盐胀特性；冻融循环作用；土体内部温度；盐冻胀量 中图分类号：ＴＵ４４８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－５４８５（２０１８）０５－００９３－０４
单向冻结条件下硫酸钠盐渍土的冻结温度试验研究
一、引言随着工业化和城市化的快速推进，城市中心的人口不断增加，土地资源的开发和利用变得越来越重要。
但是，在城市化发展的过程中，由于不当的土地利用以及过度开发和利用，使得许多土地表面变得退化，特别是在盐碱化的条件下。
盐碱化是影响土地质量的重要因素之一，它严重地影响了土地的利用，并对土壤系统和生态环境造成了很大的危害。
为了解决这一问题，研究者们一直在不断地探求新的解决方法。
在这个情况下，采用冻结技术来处理盐碱土成为了一个有效的途径。
目前，利用冻结来处理盐碱土已经得到了广泛讨论。
通过冻结技术，可以降低土壤的温度，使土壤中的盐分逐渐析出，达到改善土壤环境的目的。
为了实现这个目标，必须找到合适的冻结温度和冻结条件。
目前，许多研究都集中在单向冻结条件下的硫酸钠盐渍土的冻结温度试验研究上面。
二、试验目的本试验的主要目的是探究单向冻结条件下硫酸钠盐渍土的冻结温度，并分析不同温度冻结条件对土壤性质的影响。
具体目的如下：1. 确定单向冻结条件下硫酸钠盐渍土的冻结温度。
2. 通过冻结试验，研究不同温度下盐分析出量的变化，分析不同温度条件下盐分析出量的变化规律。
3. 研究不同温度冻结条件对土壤结构的影响，分析不同温度下土壤结构的变化特征。
三、试验方法A. 试验材料和设备试验材料：硫酸钠盐渍土。
试验设备：试验室冰箱、荧光显微镜、pH 计、盐度计等。
B. 试验步骤步骤1. 准备试验样品首先需要通过浸泡法将硫酸钠盐渍土样品的水分充分排出。
然后，通过筛网将小于2mm 的颗粒分离出来。
最后按照一定比例将样品放置于密闭试管中，加上一定量的水以达到土的持水率。
步骤2. 冻结试验将试验样品放置在试验室冰箱中，降低温度至-10℃,并维持一定的低温环境进行单向冻结测试。
步骤3. 盐分析在不同温度条件下，取出样品进行不同时间的盐分析，分析盐分析出量的变化。
步骤4. 结构分析通过荧光显微镜，pH 计，盐度计等手段对试验样品进行分析，研究不同温度冻结条件下土壤结构的变化特征。
冻融作用下盐渍土及稻壳灰固化盐渍土的工程力学性质
冻融作用下盐渍土及稻壳灰固化盐渍土的工程力学性质冻融作用下盐渍土及稻壳灰固化盐渍土的工程力学性质引言：盐渍土是指土壤中含有较高盐分的土壤，对于土地利用和工程建设都带来一定的困扰。
工程力学性质是评价土壤稳定性和工程可行性的重要指标之一。
本文将探讨在冻融作用下盐渍土及利用稻壳灰固化盐渍土的工程力学性质，以期为解决盐渍土问题提供参考。
一、冻融作用对盐渍土的影响1. 冻融循环引起的土壤膨胀和收缩：冻融过程中，土壤中的水分会因为结冰而膨胀，当冰晶变为液态时，土壤会发生收缩。
这种膨胀和收缩的现象会导致土壤的体积变化，使土体的稳定性受到影响。
2. 冻融作用对土壤的强度和变形能力的影响：冻融作用会改变土体的内聚力和内摩擦角，从而影响土壤的强度特性。
在冻融过程中，土壤的孔隙度和孔径也会发生变化，导致土壤的变形能力发生改变。
二、稻壳灰固化盐渍土的原理与优势1. 稻壳灰固化盐渍土的原理：稻壳灰中的无机成分可以与盐渍土中的盐分发生反应，生成新的化合物，从而改变土壤的物理、化学和工程力学性质。
稻壳灰中的含碱成分可以中和土壤中的盐分，降低土壤的盐碱度。
2. 稻壳灰固化盐渍土的优势：- 可以提高盐渍土的强度和稳定性，增加土壤的承载能力；- 可以改善盐渍土的透水性和渗透性，促进土壤中盐分的排泄；- 具有环保性，对环境无污染。
三、实验研究：冻融作用下盐渍土及稻壳灰固化盐渍土的工程力学性质在冻融作用下，对比分析盐渍土和经过稻壳灰固化的盐渍土的力学性质包括抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、变形能力等。
四、实验结果与讨论1. 抗压强度：经过稻壳灰固化的盐渍土的抗压强度相比于盐渍土有所提高，稳定性有所增加。
2. 抗剪强度：在冻融过程中，经过稻壳灰固化的盐渍土的抗剪强度相对较高，表现出较好的稳定性。
3. 抗拉强度：经过稻壳灰固化的盐渍土的抗拉强度也有所提高，改善盐渍土的变形能力。
4. 变形能力：经过稻壳灰固化的盐渍土对冻融作用的变形能力较弱，相对稳定。
盐渍土盐胀试验
盐渍土盐胀试验
盐渍土是因为长期受到较高含盐量水分的浸泡和干燥作用而形成的土壤类型。
在建设工程施工中，盐渍土会对土体的稳定性产生不良影响，因此盐渍土盐胀试验被广泛应用于土工测试中。
下面将详细介绍盐渍土盐胀试验的方法和步骤。
一、试验方法：
盐渍土盐胀试验采用标准试验室条件下的实验方法，具体步骤如下：
1.取一定数量的盐渍土样品，通过筛分选出粒径在5mm以下的颗粒。
2.将筛分后的盐渍土样品放入量筒中，加入足量的蒸馏水，使其饱和。
3.将盐渍土样品分装到实验模具中，并均匀压实至模具顶部。
4.在模具顶部的盐渍土表面洒上一定数量的盐粒。
5.在水浸条件下，模具中的盐渍土样品经历一定的周期后进行测量，记录其膨胀量。
二、试验步骤：
1.准备工作：先将试验用的仪器仪表、量筒、模具进行清洗消毒，准确
称取盐渍土样品，标定冷凝器温度计。
2.实验操作：先将盐渍土样品放入量筒中，加入适量的蒸馏水，静置30分钟，待土样饱和后进行下一步操作。
3.分装盐渍土样品：将盐渍土样品分装到预先准备好的实验模具中，分为4层，每层顶部压实至模具顶部，并保证一致的密实度。
4.添加盐粒：在盐渍土样品表面均匀洒上盐粒，待盐渍土样品充分吸收盐分后，进行后续操作。
5.记录数据：浸泡周期结束后，取出模具，将土体沿中心线分为两个部分进行测量，记录两个部分的膨胀量，并取平均值。
6.分析结果：根据试验结果分析盐渍土样品的盐胀性能，以便为工程施工提供可靠的参考。
盐渍土盐胀试验的方法和步骤如上所述，通过对盐渍土样品的浸泡和干燥周期进行监测，可以得出其盐胀性能，从而为工程施工提供可靠的数据支持。
改良盐渍土冻融条件下力学性质试验研究
改良盐渍土冻融条件下力学性质试验研究盐渍土是由于土壤中含有较高浓度的可溶性盐类而形成的一种特殊土壤类型。
在盐渍土中，盐分的存在会导致土壤颗粒之间的胶结作用增强，从而降低土壤的工程性能。
在冻融条件下，盐渍土的力学性质会发生明显的变化，因此改良盐渍土在冻融下的力学性质试验研究具有重要意义。
本文旨在对改良盐渍土的冻融条件下的力学性质进行试验研究。
首先，试验需要准备盐渍土样品。
盐渍土样品可以从现场采集或人工配制。
采集的样品应注意保持样品的原始结构和盐分浓度，以便更好地模拟实际情况。
人工配制的样品可以通过在天然土样中加入适量的盐料来实现。
然后，将盐渍土样品加入试验设备中进行冻融试验。
常用的试验设备有冻融箱和冻融压路机。
冻融箱可以模拟土壤在寒冷气候下的冻融过程，而冻融压路机可以模拟土壤在交通负荷下的冻融过程。
试验过程中需要控制温度和冻融周期，以保证试验的准确性。
冻融试验过程中可以测试盐渍土的多个力学性质参数，如抗压强度、抗剪强度、渗透性等。
其中，抗压强度和抗剪强度可以通过机械试验仪器进行测定，渗透性可以通过渗透试验进行测定。
试验过程中应注意盐渍土的结构稳定性和试验数据的准确性。
最后，根据试验数据对改良盐渍土的力学性质进行分析和总结。
通过对不同冻融条件下的试验数据进行比较，可以得出改良方法对盐渍土力学性质的影响。
同时，在分析试验结果时需要考虑其他因素的影响，如盐分含量、温度、冻融周期等。
试验研究的结果可以为改良盐渍土提供科学依据和参考。
综上所述，改良盐渍土冻融条件下的力学性质试验研究是一个复杂而重要的工作。
通过合理的试验设计和数据分析，可以得出改良盐渍土的力学性质规律，为盐渍土的工程应用提供科学依据，并促进土壤工程领域的发展。
不同粉粘粒含量盐渍土的冻胀盐胀性质研究
不同粉粘粒含量盐渍土的冻胀盐胀性质研究摘要：针对盐渍土，对现场所取土样进行一系列室内试验后，重新配制了五种粉粘粒含量不同的盐渍土土样，分别对其进行冻胀和盐胀试验。
通过试验得到五种土样的冻胀盐胀量随温度的变化规律，进而分析其原因；同时也得出了粉粘粒含量变化对五种土样冻胀盐胀量的影响规律，并对粉粘粒含量与冻胀盐胀量的关系进行了量化分析。
关键词：盐渍土粉粘粒冻胀盐胀土样Abstract: a series of indoor tests for saline soil, the soil on-site sample, reconstituted five powder clay content soil samples of saline soil, respectively, heave and salt expansion test. Five soil samples of the frost heave amount of salt expansion with temperature variation through the test, analyze its causes; also obtained powder clay content changes on the five soil samples frost heave amount of salt expansion, and powder clay content and frost heaving salt expansion amount of a quantitative analysis.Keywords: saline soil powder clay frost heaving soil salt expansion 中图分类号：TU448 文献标识码：A文章编号：0 引言盐渍土是含盐量超过一定数量的土。
交通部《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）规定[1]，当土中的易溶盐含量超过0.5％时称为盐渍土。
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公路 2009年12月 第12期HIGHWA Y Dec12009 No112 文章编号:0451-0712(2009)12-0063-07 中图分类号:U41611 文献标识码:B盐渍土路基盐-冻胀变形试验研究杨保存1,邱 林2,汪为巍1,贺兴宏1(11塔里木大学水利与建筑工程学院 阿拉尔市 843300;21农一师勘测设计院 阿克苏市 843000)摘 要:在季节性冻土和盐渍土灾害地区,盐渍土的盐-冻胀(盐胀-冻胀)变形对道路路基造成很大的危害。
南疆阿拉尔市城市道路建成后,盐渍土路基变形较为严重。
为了确定盐渍土路基变形破坏的类型、原因及其发生机理,对变形破坏严重的道路进行路面变形量、路基不同深度地温、日平均气温及测区地下水位的季节变化进行现场监测试验,并对路基盐-冻胀变形进行了评价。
结果表明:试验路段路基的变形属于盐-冻胀变形破坏,路基中的硫酸盐使水泥土稳定基层膨胀开裂和外部水分入渗路基产生冻胀是路基产生变形破坏的主要原因。
关键词:盐渍土路基;盐-冻胀变形;变形监测;盐胀性评价;水泥土稳定基层盐渍土是不同程度盐碱化土的总称。
在公路工程中,盐渍土系指地表下110m内易溶盐含量平均大于013%的土[1]。
新疆盐渍土主要发育在河流冲积平原上,天山以南盆地和塔里木河两岸分布的盐渍土以硫酸盐和氯化物盐为主。
在高地下水位的盐渍土地区,如果盐渍土路基中同时存在硫酸钠盐和氯化物盐,其对路基的变形破坏形式和程度视其盐分含量的大小、路基土含水量、所处区域的气温等因素的变化呈现出较大的差异[2]。
在西北内陆季节性冻土干旱区,硫酸盐渍土由于盐-冻胀(盐胀-冻胀)变形对工程的危害很大。
1 盐渍土的盐-冻胀特性一定含量的硫酸钠盐渍土在适宜含水量和温度条件下表现出盐-冻胀变形特性。
徐学祖[3]和高江平[4]等专家学者通过对含硫酸钠盐渍土的盐-冻胀变形研究后认为,含硫酸钠盐渍土盐-冻胀变形过程可分为3个阶段:第一阶段表现为冷缩和盐胀;第二阶段为冻胀;第三阶段为融化下沉。
在每次冻融循环中,第一和第二阶段的盐-冻胀变形在第三阶段的融化下沉过程中,不能完全恢复,即每次循环后均有残留变形,使得土体中孔径及孔隙体积增大及下一次循环中盐-冻胀变形增量减少。
因此,随着冻融循环次数增多,第一和第二阶段的变形总量呈指数规律增大。
当冻融次数增加到一定程度,第一和第二阶段的变形总量将不再增长。
在盐—冻胀变形过程中,在土体自上而下冻结过程中,水分和盐分自下而上迁移,在迁移通道不被隔断的情况下,运移积聚至表层土体的水分和膨胀性盐分会对土体产生更大的盐-冻胀变形破坏。
工程实践表明,当土中硫酸钠含量为2%以上时,在降温过程中,硫酸钠便结晶成含10个结晶水的芒硝,体积膨胀3111倍。
硫酸盐渍土的这种盐-冻胀变形特性与土的冻结温度、含盐量、含水量、土密实度及上覆荷载等影响因素间的交互作用密切相关[5-7]。
新疆南疆新建城市阿拉尔市位于盐渍土分布带上,城市道路受盐渍土破坏较为严重。
为了确定盐渍土路基变形破坏的类型、原因及其发生机理,本文对变形破坏最为严重的4条市区道路进行盐渍土路基盐-冻胀变形试验研究。
2 盐-冻胀变形试验211 试验内容与方法以新疆南疆阿拉尔市遭受严重变形的塔里木大道、阿拉尔大道、军垦大道和大学路作为变形试验对象,对每条试验路各取20m长度的路面作为变形监测路段。
对每个监测路段路面变形量和路基不同深度地温进行监测试验,同时对整个试验区域的气温和地下水位变化情况进行监测试验。
(1)路面变形量的监测试验方法。
基金项目:塔里木大学校长基金自然科学项目,项目编号TDZKQN07003收稿日期:2009-04-09将选定的监测路段的路面分成左(L )、中(M )、右(R )3个监测区域,每个区域以纵向115m 、横向110m 的间距布设监测点。
布点工作在入冬前平均气温不低于10℃的11月初完成。
在每个测段设立一个永久水准点,测量出每个测点的高程作为变形前的初始高程(S i ),之后每10d 测量一次每个测点的高程,计算出每个区域测点的平均变形量作为每次观测的平均变形量值。
监测时间自11月至次年4月,连续观测两个冬季。
取每个监测路段3个监测区域整个冬季观测的最大平均变形量值作为其年度变形量值△h 进行盐胀率计算。
(2)路基不同深度地温、试验区域气温和地下水位的监测试验方法。
为了确定气温、路基不同深度土体温度及地下水位对盐-冻胀变形的影响,分别在阿拉尔大道和大学路两个监测试验路段设立地温、气温监测点和地下水位监测点。
在监测点路面基层底面以下20cm 、40cm 、60cm 、80cm 、100cm 深度埋设RSW 21型热敏电阻数字式温度计,从11月至次年4月,每5d取其平均地温值做记录,监测一个冬季。
地下水位和气温监测从10月至次年5月,每5d 观测一次,取两个监测点的平均值做记录。
212 试验结果与分析21211 路面变形监测试验结果4个监测路段监测点连续两个冬季的平均变形量变化曲线如图1～图4所示。
图1～图4的变形曲线表明:阿拉尔市区道路变形在道路建成到监测试验开始前,经历了两年时间,已产生了较大的残余变形;2006年～2008年连续两个冬季的变形监测数据表明,残余变形量在第2个监测冬季最大,加速了路基路面的变形破坏。
路面变形量从10月底开始发育,并持续到第二年的5月,最大变形量发生在2月20日左右,随后变形量开始回落。
变形量在路面两侧区域较大,路面中线区域相对较小。
路面变形属于起胀变形,虽然在春季温度回升后变形有所回落,但总的变形趋势是逐年累积增长。
图1 塔里木大道监测段连续两个冬季观测点变形曲线21212 路基不同深度地温及日平均气温监测结果路基不同深度地温及日平均气温的监测结果如图5所示。
变化曲线显示:该区域日均气温在11月已降至5℃以下,12月～次年2月平均气温在0℃以下,1月20日左右气温达到-1111℃的最低值,2月底气温开始回升至0℃;两个冬季的日均气温变化较小,变化趋势一致。
路基不同深度的地温值与日平均气温的变化趋势相似,只是在时间上滞后5～10d ;在降温阶段地温随路基深度的增加呈上升趋势,在升温阶段路基40cm 深度升温速率最大。
12月～次年3月底,路基40cm 、60cm 深度的地温值在5℃以下,处于盐胀发育的最佳温度区间;1月～2月10日,路基60cm 深度以上填筑土体温度在0℃以下,是冻-盐胀发育的最佳温度区间。
21213 监测区域地下水位监测结果监测区域10月～次年5月的地下水位变化曲线如图6所示。
监测曲线表明:监测试验区域地下水位在3月和次年11月中旬左右都出现了一个高—46— 公 路 2009年 第12期 —56— 2009年 第12期 杨保存等:盐渍土路基盐-冻胀变形试验研究图5 路基不同深度地温及平均气温变化曲线水位期,最高地下水位为-2115m 。
这主要与塔里木河水的季节性补给地下水有关,同时与市区周边的农业灌溉及市区绿地灌溉用水的入渗补给有直接的关系。
图6 监测区域地下水位变化曲线213 变形监测试验结果综合分析根据监测试验结果进行综合分析:监测路段路面变形量最大的区域主要分布在各个监测段路面的左、右两侧区域,中间区域路面变形相对较小,且都为起胀变形。
变形量随时间和温度的变化主要表现为:路面起胀变形存在于整个监测阶段,在监测初始的11月～12月平均气温在5℃～0℃的时间段,路面起胀变形速率相对较小;在12月～次年2月中旬平均气温在0℃以下的时间段,路面起胀变形速率最大,最大起胀变形量出现在2月底左右;在3月初气温回升至0℃以上,路面起胀变形开始回落,变形速率最小;在5月份,变形基本稳定,路面变形未完全恢复,存在较大的残余变形。
从以上分析结果可以得出:路面变形与路基不同深度的温度、测区平均气温和地下水位的变化具有较强的相关性,路基最大盐-冻胀变形量在时间上滞后于日平均最低气温和路基不同深度最低地温值。
对于路面产生变形破坏的原因、变形破坏机理和变形类型,还需通过变形分析试验进一步确定。
3 盐胀变形分析与计算公路工程对盐渍土的分类,主要按土中氯离子与硫酸根离子的比值及总含盐量进行。
这可以定量地对盐渍土的盐性及盐渍化程度进行评价,但无法评定对道路工程有直接危害的盐胀特性[8]。
新疆交通科学研究所研究确立了采用盐胀率与对应的硫酸钠含量作为评价盐渍土盐胀特性的指标。
对于试验路段路基硫酸钠含量和路基土盐胀率,可通过下面的变形分析试验和盐胀率计算来确定。
311 盐胀变形分析试验31111 试验内容(1)对塔里木大道、阿拉尔大道的监测路段的路基结构层,采用HZ -20A 型混凝土钻孔取芯机钻孔取样,取样时穿透沥青混凝土面层、水泥土稳定基层、砂砾石填料层和风积砂基底回填层。
对严重变形破坏路段,通过探坑进行观测。
取样点各结构层厚度、密实性及整体表观如表1所示。
(2)分别在塔里木大道、阿拉尔大道变形破坏较为严重的路段、路面起胀开裂部位和完好路面各取一个孔位钻孔取样;在路基结构层取样位置相对—66— 公 路 2009年 第12期 表1 塔里木大道、阿拉尔大道路基结构层厚度、密实性、整体表观观测结果取样地点路基结构层名称厚度/cm设计值变形后密实性整体表观塔里木大道沥青混凝土面层8～108密实开裂塔里木大道水泥土稳定基层2028疏松膨胀破碎塔里木大道砂砾填料层3032中等密实-阿拉尔大道沥青混凝土面层8～1010密实开裂阿拉尔大道水泥土稳定基层2033疏松膨胀破碎阿拉尔大道砂砾填料层3031密实-应的路面两侧绿化带,采用取土钻自地表沿深度0～10cm、10～30cm、30～60cm、60～100cm提取土样。
将所取路基填料土样和绿化带土样进行盐分、含盐量检测试验,试验结果见表2～表5。
表2 塔里木大道路基结构层盐分、含盐量检测结果取样地点土样名称盐分含量/%克当量/(g/kg)总盐CO32-HCO3-Cl-SO42-Ca2+Mg2+Na+K+塔里木大道水稳层 2.96750.00240.01370.92940.33630.42040.00477.50600.0459砂砾层 1.2000无0.01140.01640.26250.30900.00480.11040.0484风积砂 2.02750.00210.00860.57370.26350.30240.0037 3.53370.1542表3 阿拉尔大道路基结构层盐分、含盐量检测结果取样地点土样名称盐分含量/%克当量/(g/kg)总盐CO32-HCO3-Cl-SO42-Ca2+Mg2+Na+K+阿拉尔大道水稳层 3.36750.00260.0135 1.22940.31630.44040.00477.50600.0459砂砾层 1.22370.00150.00860.04090.32930.30340.00640.35910.0816风积砂 1.1650无0.01620.01360.26310.31200.00490.10540.0765表4 塔里木大道两侧绿化带土体盐分、含盐量检测结果取样地点土样名称取样深度cm盐分含量/%克当量/(g/kg)总盐CO32-HCO3-Cl-SO42-Ca2+Mg2+Na+K+塔里木大道绿化带土壤0～100.79000.00260.01080.29230.19010.04900.01750.38400.0956 10～300.5875无0.10240.19940.17140.04120.0129 1.17220.0829 30～600.62500.00150.01290.19940.17180.03700.0101 1.48750.0816 60～1000.51250.00210.01350.11910.12830.03880.0131 1.11540.0838表5 阿拉尔大道两侧绿化带土体盐分、含盐量检测结果取样地点土样名称取样深度cm盐分含量/%克当量/(g/kg)总盐CO32-HCO3-Cl-SO42-Ca2+Mg2+Na+K+阿拉尔大道绿化带土壤0～100.0375无0.01730.09560.14020.02920.01270.68190.0408 10～300.16250.00260.01410.04640.05810.01200.00570.30950.0204 30～600.27250.00150.01240.09830.07870.01800.01070.63220.0293 60～1000.4000无0.01620.09830.09070.02080.01050.63220.038331112 试验结果分析(1)表1所示的塔里木大道、阿拉尔大道路面变形隆起部位膨胀破碎的水泥土稳定基层,厚度由20cm分别膨胀至28cm、33cm,完全疏松失去强—76— 2009年 第12期 杨保存等:盐渍土路基盐-冻胀变形试验研究度;而水泥稳定基层下部的砂砾填料层和风积砂基底回填层都具有较好的密实度,除路面严重开裂变形且裂缝贯穿至填土层的部位有冻融变形痕迹之外,基本未产生膨胀变形。