典型天然盐渍土多次冻融循环盐胀试验研究_包卫星

基于冻融循环试验对盐渍土盐胀性的研究摘要：当土壤中含有的盐碱成分达到一定程度时，土体的胶体性质恶化，致使土体的物理力学性质减弱，常常引起溶陷、盐胀、腐蚀等工程病害。

本文为了模拟冬季降温较快，而来年春季升温较慢的温度变化环境，对土样进行冻融循环试验，探讨了盐胀量与冻融次数、含水率、降温速率等之间的关系。

通过试验，发现土体盐胀量具有累增性，且盐胀量与冻融周期呈二次抛物线关系；同时，通过扫描电镜观察，对冻融循环试验中土体的微观结构变化进行探究，分析了土体盐胀的机理和土体强度变化过程。

通过对盐渍土盐胀性的一些研究，以期能够对减少盐渍土病害尽一份微薄之力。

关键词：盐渍土盐胀性冻融循环试验含水率降温速率盐渍土广义理解系指盐土和碱土在内的，以及不同盐化、碱化土壤的统称。

土的含盐量通常是用一定土体内含盐的重量与其干土重量之比，以百分数来表示。

当土壤中含有的盐碱成分达到一定程度时，就会恶化土壤的物理性质，影响工程的正常使用。

在公路工程中一般指地表下1.0m深的土层内易溶盐平均含量大于0.3%的土[1]，具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性。

盐渍土在我国分布很广，面积亦大，类型众多。

在我国西北、华北、东北的西部、内蒙古河套地区以及东南沿海一带都有分布。

土壤中易溶盐类主要可以分列为三大类：即氯化物盐类、硫酸盐类和碳酸盐类，不同类型的盐渍土对道路工程的危害不尽相同，我国盐渍土地区公路病害主要有盐胀、翻浆、溶陷和腐蚀等类型。

其中，控制土体盐胀动态特征的基本要素是水、盐、热、力[2]。

水主要指土中水的含量及补给状况；盐主要指易溶盐的成分及含量；热主要指温度的高低及时空变化；力主要指土体膨胀产生的内部应力。

本文就基于冻融循环试验，对盐渍土地基盐胀性进行了探讨，以期能够为减少或避免盐渍土地基的危害做出一些贡献。

1.研究背景盐渍土与素土的根本区别就在于前者含有一定量的易溶盐，当这些盐类完全溶解于水中时，不增加液体体积，仅仅增大其比重；当不能完全溶解于土中水时，过饱和的盐分便以固体结晶赋存于土颗粒之间，起着骨架作用。

128工程技术0　前 言 随着我国西部经济建设不断推进和发展以及“一带一路”战略的实施，在西北盐渍土地区的工程建设，如铁路、公路等建设的开展，使得盐渍土地基的盐胀、溶陷、腐蚀等工程病害日益突显。

盐渍土问题是工程领域研究的重要问题之一，也是研究的热点问题。

1　冻融循环条件下盐渍土的特性研究 西北盐渍土的研究是复杂的课题，冻融循环条件作用下，土体的性质发生变化。

许多学者对冻融条件作用下的盐渍土研究已有开展。

1.1　盐胀特性 盐渍土在盐、水、温度等因素共同作用下形成了盐胀特性。

张莎莎，杨晓华，戴志仁[1]进行了室内多次冻融循环试验，对天然粗颗粒盐渍土，从不同角度进行盐胀规律的分析。

贾磊，侯征，王维早[2]研究盐渍土发生盐胀的机理，为解决盐渍土的盐胀病害提供了理论依据。

韩志强，包卫星[3]研究表明冻融循环次数的增加会使盐渍土大颗粒骨架破坏。

李劲松,李春成[4]对天山北麓水磨河流域细上平原区硫酸(亚硫酸)盐渍土进行多次冻融盐一冻胀试验研究，发现了硫酸钠含量、冻融次数与对盐渍土的影响变化规律。

慈军，张远芳，那姝姝[5]以罗布泊湖积平原区的盐渍土为研究对象，针对盐渍土冻胀和融沉的影响因素、冻融循环次数等方面进行试验研究。

万旭升[6]等通过室内试验发现盐渍土的盐胀主要发生在正温区，而负温下主要发生冻胀。

米海珍[7]研究多次冻融循环条件下粗颗粒硫酸盐渍土的盐胀特性，结果表明，盐胀主要集中在-5~15°C，且此温度区间盐胀量变化较小。

1.2　溶陷与腐蚀特性 在盐渍土由三相体转变为二相体的过程中，通常伴随着土体结构的破坏和土体的变形，通常表现为溶陷。

孙明星[8]对盐渍土在含盐量影响下的物化性质和盐渍土的分级压缩变形特性进行研究。

陈炜韬等[9]从盐类性质、含水量及微观结构三个方面分析了冻融循环对盐渍土粘聚力的作用机理。

于青春等[10]通过干燥法和滴水法研究了盐渍土在失水和吸水条件下，随含水率变化的抗剪强度公式。

冻融循环条件下细粒硫酸盐渍土盐冻胀力学特性试验研究刘海翔;柴明霞;马艳霞;高英;张小荣【期刊名称】《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2024(56)1【摘要】硫酸盐渍土在失水或者温度降低的情况下会产生盐胀现象,严重影响结构物的正常使用.为研究细粒硫酸盐渍土盐冻胀力学特性,选取青海乐都公路段二十里铺区沿线硫酸盐渍土,采用自制试验箱,开展室内冻融循环试验,分析含盐量及冻融循环次数对法向盐冻胀力的影响.试验结果表明:冻融循环过程中,土中盐溶液向土体上表面迁移,同时析出的盐结晶和冰结晶使土样中硫酸钠溶液浓度增大,从而引起土体膨胀变形.压实系数为0.93、含水率为20%的细粒硫酸盐渍土盐冻胀力随着含盐量和冻融循环次数的增加而增大,盐冻胀力的增长趋势随着冻融循环次数的增加逐渐降低;在一个冻融循环周期内,按照盐冻胀力中盐胀占比及冻胀占比随温度变化的规律,将盐冻胀力变化分为四个阶段:盐胀阶段、盐冻胀耦合阶段、冻胀阶段、融化阶段,并测得含盐量为1.5%~4.0%的细粒硫酸盐渍土冻结温度在2~-5℃内变化,且冻结温度随着含盐量的增加而降低;盐冻胀力冻结峰值与残余值随着冻融循环次数的增加而增加,表明细粒硫酸盐渍土的盐冻胀力具有累加性,且含盐量越大累加性越强.【总页数】8页(P23-29)【作者】刘海翔;柴明霞;马艳霞;高英;张小荣【作者单位】青海大学土木工程学院;青海省建筑节能材料与工程安全重点实验室;青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室;西安交通大学城市学院【正文语种】中文【中图分类】TU445【相关文献】1.冻融循环条件下亚氯盐渍土盐冻胀试验研究2.硫酸(亚硫酸)盐渍土不同土干密度和硫酸钠含量盐-冻胀力规律试验研究3.细粒硫酸钠盐渍土盐冻胀特性试验研究4.冻融循环条件下细粒硫酸盐渍土盐冻胀机理研究5.多次冻融循环下硫酸盐渍土盐-冻胀特性试验研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2019, 8(3), 596-604Published Online May 2019 in Hans. /journal/hjcehttps:///10.12677/hjce.2019.83070A Summary of Research on Improvement ofEngineering Characteristics of Saline SoilRuipu Zhou1, Weibing Zhang1,2*1School of Civil Engineering and Water Conservancy, Ningxia University, Yinchuan Ningxia2Engineering Research Center of Modern Agricultural Water Sources, Ministry of Education, Ningxia Arid Region, Yinchuan NingxiaReceived: Apr. 22nd, 2019; accepted: May 7th, 2019; published: May 14th, 2019AbstractSaline soil is widely distributed in the northwest and eastern coastal areas of China. Because of its engineering characteristics such as corrosion, salt expansion and dissolution, the foundation en-gineering construction in saline soil areas is damaged to varying degrees. At present, a lot of re-searches have been done on the strength and salt swelling of saline soil, and more fruitful results have been achieved. In this paper, the strength characteristics, salt expansion characteristics and inhibition mechanism of salt swelling inhibition of the improved saline soil are reviewed. The de-ficiencies in various researches are comprehensively reviewed, and the future research on im-proved saline soil is proposed.KeywordsSaline Soil, Engineering Characteristics,Salt Swelling Inhibition, Improvement盐渍土工程特性改良研究综述周瑞璞1，张卫兵1,2*1宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏银川2宁夏旱区现代农业水源高效利用教育部工程研究中心，宁夏银川收稿日期：2019年4月22日；录用日期：2019年5月7日；发布日期：2019年5月14日摘要盐渍土广泛存在于我国西北、东部沿海等地区，因为其具有腐蚀、盐胀、溶陷等工程特性，使得含盐渍*通讯作者。

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。

J ournal o f E ngineering G eology工程地质学报1004-9665/2006/14(03)-0380-06天然盐渍土冻融循环时水盐迁移规律及强度变化试验研究*包卫星①②谢永利①杨晓华①(①长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室西安710064)(②新疆交通建设管理局乌鲁木齐830001)摘要通过对新疆喀什地区12处天然盐渍土室内基本性质试验分析,选取典型天然盐渍土,在开放系统中进行反复冻融循环条件下的试验研究。

研究了天然盐渍土在多次冻融循环时的水分和盐分迁移规律及强度变化特征。

试验结果表明:经多次冻融循环,低液限粘土试样水分重分布与盐分重分布有很大的一致性,水分和盐分自下而上迁移;试样粘聚力自下而上线形减小,内摩擦角呈s形分布。

含砂低液限粘土试样冻融循环过程中,易溶盐均随水分向冷端面迁移,离子剖面呈现中间大两端小的趋势;试样粘聚力呈反s形分布,内摩擦角均呈s形分布。

关键词水分盐分迁移冻融循环天然盐渍土抗剪强度中图分类号:U416.1+66文献标识码:AA LABORATORY TE S T S TUDY ON WATER AND S ALT M I GRAT I ON I N NATURAL S ALI NE S O I LS AND ASS OCI ATED S HEAR S TRENGTH CHANGE S UNDER FREEZ I NG AND THA W I NG CYCLESBAO W eix i n g①②XI E Yong li①YANG X i a ohua①(①K e y Laboratory for Sp ecial A rea H i gh w ay E ngineer i ng of M inistry of Educati on,Chang c an Universit y,X i c an710064)(②T raff ic Construction M anag e m ent B ureau of S ink i ang,Uru m chi830001)Abst ract Through t h e conventi o na l laboratory testi n g of sa li n e so il sa m ples co llected fro m t w elve different places (Kash,i S i n k iang,P.R.Ch i n a),the representati v e crude sali n e soil sa m p les w ere selected for the experi m en t o f freezing and t h a w i n g cycles i n open syste m s.M ov i n g patterns o fw ater and so l u te m i g rati o n and variations of shear streng th of the representative crude sa li n e so ilsw ere stud ied for d ifferen t kinds o f so ils.The result of the tests sho w s t h atm ov i n g patterns o fw ater and so l u te i n l o w li q u i d li m it clay under severa l freezing and tha w i n g cycles are gener-ally consistentw ith w ater and so l u te m i g rating upw ar ds.The distri b ution of cohesion of lo w li q u i d li m it clay decrea-ses li n early for m bo tto m to top and the d istri b u ti o n of the i n ter nal friction ang l e is i n s-shape.Bo t h the w ater and t h e so l u te i n l o w liqu id li m it clay w ith sand m ove to the co l d end under freezi n g and tha w ing cycles and the profile of ion ind i c ates h i g her concentration i n m i d dle than i n both ends.The d istr i b ution of cohesi o n o f lo w li q u i d li m it clay w ith sand is i n reverse s-shape,wh ile the distribution o f i n ternal friction ang le is in s-shape.K ey w ords W ater and so l u te m igrati o n,Freezing and tha w i n g cycles,C r ude sa li n e so i,l Shear streng th*收稿日期:2005-10-31;收到修改稿日期:2005-12-05.基金项目:国家西部交通建设科技项目(200331879750).第一作者简介:包卫星(1979-),男,博士生,主要从事软粘土力学及地基处理方面研究.Em ai:l b ao w x@163.co m1引 言我国盐渍土地区公路病害主要有盐胀、翻浆、溶陷和腐蚀等类型[1]。