西北内陆盆地粗颗粒盐渍土研究
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盐渍土岩土工程特性研究现状与进展作者:袁俊军来源:《城市建设理论研究》2013年第17期摘要:本文分析了国内外盐渍土研究的现状,对国内外盐渍土的治理进展及主要成就进行了简要阐述,进而探讨了我国西北地区的盐渍土岩石工程特性研究的现状。
在此基础上,分析了目前盐渍土岩石工程特性研究中需要改进的问题,以供参考。
关键词:盐渍土;岩土工程特性;研究现状;进展中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:一、引言盐渍土包括碱土、盐土和不同程度碱化、盐化的土壤。
根据《岩石工程勘察规范》的规定,如果岩土中的易溶盐含量在0.3%以上时,且具有腐蚀、盐胀、溶陷等特征,就可称为盐渍土。
盐渍土对工程性质和结构有很大影响,危害民用建筑和工业建筑的使用性能,造成了严重的经济损失。
因此,世界各国都对盐渍土岩石工程特性进行了研究,并提出了一些防治措施,以提高盐渍土的利用效率。
二、盐渍土国内外研究现状(一)国外从上世纪四十年代开始,前苏联开始研究盐渍土,并提出了系统性的理论。
国外盐渍土研究是建立在Darcy定律基础上的,以固体热传导方程为计算方法,为盐渍土的研究奠定了基础。
在土壤水盐运动中,将能量概念迁移到盐渍土研究中,对盐渍土研究开始了定量分析。
随着色相分离理论的发展,盐渍土研究也出现了新的变化,在盐渍土研究中普遍采用了置换理论。
所谓置换理论,即溶液通量是由弥散、扩散、对流引起的。
在土壤溶质迁移时,对流和扩散也会同时出现。
在1952年,Amundson和Lapidus提出了对流-弥散方程的模拟模型,对盐渍土盐分转移进行了很好的阐述。
并将其扩张为三维情况,在稳态流、均质土壤情况下,推导出了溶质迁移密度函数,结合溶质迁移时的弥散作用,推动了溶质迁移理论的发展。
在1965年,分子扩散理论也应用到盐渍土研究中,引入弥散度概念,通过模拟模型来分析对流-弥散方程,描述了盐分在介质中迁移的规律。
(二)国内上世纪七十年代,我国在修建青藏铁路时就对西北地区的盐渍土工程特性、分布、成因和对路基工程的影响进行了研究。
柴达木盆地盐碱地现状及改良措施柴达木盆地是中国西北地区的一个盆地,位于青海省中部,是青藏高原的重要组成部分。
由于地质、水文等原因,该区域存在大面积的盐碱地,严重影响了当地的农业、畜牧业和生态环境。
本文将就柴达木盆地盐碱地的现状及其改良措施进行阐述。
柴达木盆地地形平坦,缺乏外部的水源补充,加之年降水量少,水分以及溶解在地下水中的盐分难以被淋洗掉。
因此,该地区存在大面积的盐碱地。
根据调查数据显示,该盆地盐碱地总面积达到210万公顷,占盆地总面积的60.6%,其中高度盐碱地面积占比机80%以上。
1. 盐渍化盐渍化是盐碱地最主要的特征之一。
在柴达木盆地相当一部分土地呈现出盐分过高,含盐量超过了作物的生存条件。
土壤中的盐类是作为空气、土壤中的氧、水分和阳光等环境因子影响下,因蒸发和沉淀凝聚而形成。
当土壤中的盐浓度超过一定阈值时,土壤的气孔流动性就会下降,根部生长环境让植物无法正常营养生长。
2. 壤土结构紧密盐渍土是一种疏松性较好、孔隙度较高的土壤类型,并且通常容易被雨水冲刷,氧气易渗透。
但是,当土壤中的含盐量增加时,不同离子呈电解质解离的同时,便遵循李亚科夫法则,产生作用力,土壤颗粒之间微观结构如皮肤皱褶转为一层层的电子密集层,土壤孔隙和毛细孔被缩小或堵塞,降低了土壤的渗透性和透水性。
3.土壤酸碱度另一常见的特征是酸碱度失衡。
在这种情况下,土壤中的pH值通常比较低。
腐植酸等物质的缺乏,会导致土壤表层酸化,而逐步扩散到整个土壤系统。
许多在盐碱地中生长的植物根据它们的酸碱平衡范围进行适应。
当土壤酸度达到一定的程度,植物也能难以适应,无法存活或者对它们的生长产生负面影响。
由于盐碱地的存在,导致柴达木盆地的农业、畜牧业严重萎缩,生态环境受到破坏,需要采用一些有效的改良措施进行改进。
1.增加灌溉的水量柴达木盆地的盐碱地的主要原因是缺乏外部水源的补充,水的不断轮换,会使得盐渍土洗去一部分盐分。
因此,要改良盐碱地,就必须尝试增加灌溉的水量。
盐渍土国内外研究现状综述作者:万华来源:《决策探索·收藏天下(中旬刊)》 2019年第6期万华摘要:盐渍土是由土颗粒、盐分、溶液组成的固、液两相介质,受到力场、温度场、溶质扩散作用,固化过程中还受到化学胶结、生物耦合作用。
根据国内外大量研究可知,单因素条件下盐渍土盐胀规律可归纳为单调递增型、单调递减型、开口朝下抛物线型和开口朝上抛物线型四种类型。
根据固化盐渍土单轴抗压强度变化规律,相关影响因素归纳为单调递增型、单调递减型、开口朝下似抛物线型三种类型。
对比分析盐渍土无机和有机固化方法,盐渍土固化方法是盐渍土研究的一个重点内容。
关键词:盐渍土;盐胀;盐渍土固化盐渍土在我国辽东半岛南至海南岛的滨海地带以及大致沿淮河—秦岭—喜马拉雅山一线以北的干旱、半干旱和漠境地带的地势相对低平且地面和地下径流汇集地区具有盐渍土分布。
目前盐渍土处于现代积盐过程中,土体中盐分总体上呈增加趋势。
我国《岩土工程勘察规范》《盐渍土地区建筑技术规范》《新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工规范》《路基设计规范》和《盐渍土地区公路设计与施工指南》等规范中均规定:地表下1.0 m深的土层内易溶盐平均含量大于0.3%,且具有破坏性盐胀、溶陷和腐蚀性,称为盐渍土。
众多学者对盐渍土盐胀和溶陷、固化方法以及盐分迁移规律等方面进行了广泛试验研究和初步理论分析,本文就其国内外研究成果进行了综述分析。
一、盐渍土空间分布规律我国盐渍土大体可以分为滨海盐渍土和内陆盐渍土,为满足中国公路工程建设,我国盐渍土具体分为滨海盐渍土区、东部半干旱半湿润盐渍土区、中部干旱盐渍土大区、西部强干旱盐渍土区和特干旱盆地盐渍土区。
滨海盐渍土和内陆盐渍土沿竖向非均匀分布,沿竖向深度增加盐渍土盐分含量减小。
滨海盐渍土中盐分主要来源于海水,主要为氯盐盐渍土,局部也受到红树林残体影响,零星分布硫酸盐盐渍土,盐分分布沿深度减小不明显,向地表富集程度较高。
内陆盐渍土盐分来源于成土母岩,且受气候和地形影响,氯盐盐渍土、硫酸盐盐渍土和碳酸盐盐渍土均有分布。
索尔库里盆地盐渍土成因分析摘要:文章从地形地貌、气候等条件分析出盐渍土成因关键词:盐渍土类型,成因中图分类号:S156.4 文献标识码: A引言索尔库里盆地位于柴达木盆地西北缘阿尔金山中段,为阿尔金山区面积最大也最为重要的一个山间盆地,将阿尔金山中段分为南北两支(见图1)。
盆地海拔2000~2500m,地势西北高东南低,总体呈现为四周向盆地倾斜的地貌特点。
由于位于亚欧大陆腹地,地形封闭,气候干旱,自然条件特殊,盐渍土分布广泛。
拟建库尔勒至格尔木铁路横穿此盆地,查明盐渍土成因可对防治措施提供参考。
二.盐渍土的形成条件盐渍土的生成、发展与演变是所在地区自然条件的综合作用产物。
其中气候条件是引起土质盐渍土的主要外在因素,内在因素则是易溶盐的存在,并通过地形、水文地质等条件发生迁移和积聚。
1.地形、地貌条件盆地位于柴达木盆地边缘、阿尔金山南麓,盆地四周为山前冲洪积平原,地势平缓,从地形横断面看,是从山前到平原,地形由陡变缓,地层组成由粗变细,地下水埋藏由深变浅,矿化度由小变大,地表盐渍化程度由轻变重。
因此地形地貌条件是盐渍土病害生成的主要外因之一。
2.气候环境条件盆地属典型的大陆型干旱性气候区,分属高原干旱气候区。
气候异常干旱、寒冷、多风少雨,昼夜温差大。
风的频率高,风力强。
年平均气温1℃,极端最高气温29℃,极端最低气温-33.6℃,年平均降水量39mm,年平均蒸发量大于2790mm,每年2~9月为风季,主导风向以西风、西北风为主,年平均风速3.7m/s,最大风速39m/s,年平均八级以上大风日数15~42天;大于起沙风速(约5m/s)的风经常出现,由于风的吹干,地面蒸发和植物蒸腾作用加剧。
盐渍土临界深度加深,地下水矿化度间接增大。
由以上分析可见气候条件是影响盐渍土形成的主要外因之一,这种气候及气象条件加剧了土壤盐渍化。
由于区内盛行西风、西北风,在风的吹扬作用下,把地表盐类碎屑吹扬堆积于盐渍化较轻地区。
盐渍土的原因分析及防治措施有哪些[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!【学员问题】盐渍土的原因分析及防治措施有哪些?【解答】1.现象盐渍土是一种土层内合有石膏、芒硝、岩盐(硫酸盐或氯化物)等易溶盐且其含量大于0.5%的土。
具有溶陷性、膨胀性和腐蚀性,其地基承载力变化大,随着季节和气候的变化而变化,在干燥时盐分呈结晶状态,地基承载力较高,一旦浸水后,晶体溶解变为液体,承载力降低,压缩性增大;土中含硫酸盐类结晶,体积膨胀,溶解后体积缩小,易使地基土的结构破坏,强度降低并形成松胀盐土;由于盐类遇水溶解,使地基容易产生溶蚀现象,降低地基的稳定性。
在天然状态下,盐渍土为很好的地基,一旦因自然条件改变就会产生严重的溶陷、膨胀和腐蚀,使建筑物裂缝、倾斜或结构被腐蚀破坏。
2.原因分析盐渍土的成因主要是海水浸入到沿岸地区或内陆盆地或洼地中,易溶盐随水流由高处带往低处,或冲积平原合易溶盐地下水位上升,经过毛细作用和蒸发作用,盐分残留、凝聚地面而形成。
盐渍土一般分布在地表至地面下1.5m的部位,个别可达4.0m,土的含盐量多集中在近地表处,向深部逐渐减小;再受季节性变化很大,旱季盐分向地表大量聚集,表层含盐量增高,雨季盐分被水淋滤下渗,含盐量下降。
3,预防措施(1)清除地基表层松散土层及含盐量超过规定的土层,使基础埋于盐渍土层以下,或采用含盐类型单一和含盐低的土层作为地基持力层或清除含盐多的表层盐渍土而代之以非盐渍土类的粗颗粒土层(碎石类土或砂土垫层),隔断有害毛细水的上升。
(2)铺设隔绝层或隔离层,以防止盐分向上运移。
(3)采用垫层、重锤击实及强夯法处理浅部土层,可消除基土的湿陷量,提高其密实度及承载力,降低透水性,阻挡水流下渗;同时破坏土的原有毛细结构,阻隔土中盐分向上运移。
(4)厚度不大或渗透性较好的盐渍土,可采取浸水预溶,水头高度不应小于30cm,浸水坑的平面尺寸,每边应超过拟建房屋边缘不小于2.5m.(5)对溶陷性高、土层厚及荷载很大、或重要建筑物上部地层软弱的盐沼地,可根据具体情况采用桩基础、灰土墩、混凝土墩或砾石墩基,深入到盐渍临界深度以下。
陕北典型风沙草滩区土壤盐渍化形成机理分析及改良模式探究摘要:陕北榆林地区位于毛乌素沙漠和黄土高原过度地带,新构造运动、地形、水文条件、成土母质、气候和人为活动等是影响盐碱土形成的重要因素,在定边县约有100.5万亩盐碱化土地,并形成大量的盐湖。
据调查,定边县盐碱化土壤质地多为砂土和轻壤土,土壤质地较均匀,砂粒含量较高,水盐运动强烈,形成了易于返盐的条件,在西北部盐湖分布区盐碱土壤柱状样显示在40cm左右的深度出现明显的盐碱化现象,220cm左右出现黏土,形成弱隔水层,导致盐分在土壤耕作层范围内积聚。
该区域土壤pH值为8.45~9.26,ESP值为2%~27%,土壤呈现轻度、中度碱化现象;SSC值为0.78~17.8g/kg,土壤呈现轻度、中度、重度、极重度盐化现象。
地下水位埋深为2.79~3.28m,监测结果显示地下水样品中pH值较高,地下水类型为Na-SO4·HCO3型,地下水矿化度为3.86-4.68g/L,属于咸水。
土地盐碱化已成为当地区域农牧业发展和土地开发利用的重要障碍因素,当地农业仍停留在广种薄收的状态,主要以放牧为生,因此应采以迎合“国家” 藏粮于技,藏粮于地”以及黄河流域高质量发展战略为契机,以提高作物产量和农民经济收入为落脚点,采取化学-物理-生物综合改良措施,并尝试建设以“政府、企业、大学和基层农技力量为核心”的长期性的示范试验基地,因地制宜的进行盐碱地改良。
关键词:陕北典型风沙滩区;盐碱土成因;盐碱土特征;改良模式文献标识码:A 文章编号:中图分类号:X321引言随着人口资源环境之间的矛盾日益尖锐,土壤盐碱化问题已经成为干旱半干旱地区可持续发展和改善环境质量的战略问题,盐碱地改良和治理对提高土地生产效率和保证粮食安全具有现实意义。
2014年5月,由国家发改委、科技部等10部门出台了《关于加强盐碱地治理的指导意见》(发改农经〔2014〕594号),提出了推进盐碱地治理工作。
浅谈盐渍土地区路基施工的质量控制措施【摘要】随着国家西部大开发的逐步深入,我国公路事业在广大西部地区得到了极大发展 ,同时由于我国西北地区是盐渍土主要分布区 ,在上述地区公路施工过程中常遇到如何预防公路盐渍化的问题。
本人先后从事的沙雅—阿拉尔公路建设项目,国道315线民丰—于田公路改建项目都有盐渍土路段,在施工过程中也遇到一些实际问题,本文根据盐渍土的物理特性及其对公路危害形式,对在盐渍土地区路基施工中的选料及路基填筑,路基防护等方面提出一些针对性质量控制措施,权当抛砖引玉。
【关键词】盐渍土路基施工质量控制措施一、盐渍土地区的地质概况和物理特性1.盐渍土的地表特征一般地表有石膏,蓬松土,盐霜,盐壳,盐盖等。
盐霜之下松软,浮土较厚多为硫酸盐渍土;地面较密实结硬壳者多为氯盐渍土或碳酸盐渍土。
盐渍土生长有耐盐碱性指示植物。
如盐角草生长于沼泽盐渍土地带,地下水位接近地表,土层盐分较轻,硫酸盐多余氯化物,碳酸根含量较低。
盐琐琐生于潮湿的盐土,地下水位1-2米。
土层盐分较重;盐穗木生长于盐分重,地表结皮的地带;碱蓬生长于土层干燥硬结,盐分较轻,碱分较大的地带,芦苇生长于地下水位较浅的地带,胡杨生长于地下水位较深的弱盐渍土地带。
如在沙雅—阿拉尔公路建设中,我们就可从项目沿线的成片胡杨林粗略知道其所处地段是什么类型的特殊地段。
2.盐渍土的形成机理现代盐渍土的积盐过程以水流作用为主,在干旱的戈壁沙漠地区风力也起一定作用。
盐渍土的形成取决于盐土母质,盐水径流条件和盐分迁移聚积能力,并与地形,地质,水文气候等自然因素密切相关。
内陆盆地受地势封闭,气候干旱,降水量少,蒸发量大等自然因素制约,如国道315线民丰—于田公路改建项目地处昆仑山北麓边缘的山区与塔克拉玛干大沙漠南缘的过渡地带,沿线为山前冲洪积平原区,风积沙区。
其盐渍土路段的积盐途径一般为矿化地下水升腾蒸发作用或地表洪积坡积影响所致,积盐条件随地带而异,盐分复杂。
柴达木盆地盐碱地现状及改良措施1. 引言1.1 柴达木盆地盐碱地概述柴达木盆地位于中国西部青海省的东北部,是中国最大的天然盆地之一。
这里的盐碱地面积广阔,主要集中在东南部和北部地区。
盐碱地的出现严重影响了当地的农业生产和生态环境,也给居民们的生活带来了很大困扰。
柴达木盆地盐碱地主要是由于地下水位过高,盐碱分渗透至地表,长期蒸发积聚形成的。
在柴达木盆地的气候条件下,盐碱地面积不断扩大,给当地农作物的生长和水土保持带来很大挑战。
为了解决柴达木盆地盐碱地带来的问题,相关部门和科研人员一直在努力探索改良措施。
通过调整水利设施,改善排水系统,合理施肥等方法,逐渐改善了柴达木盆地盐碱地的生态环境。
未来希望能够通过持续的改良措施,让盐碱地逐渐恢复成为适宜农作物生长的土地,为当地居民带来更好的生活。
2. 正文2.1 柴达木盆地盐碱地形成原因柴达木盆地盐碱地形成的主要原因包括地质构造、气候条件、地下水位变化以及人类活动等多种因素的综合作用。
地质构造是盐碱地形成的重要因素之一。
柴达木盆地长期以来地质活动频繁,地壳运动不断,这导致盐碱物质向地表浸出,形成盐碱地。
气候条件也对柴达木盆地盐碱地的形成起到重要作用。
干旱的气候使得水分蒸发较快,地下水中的盐分得不到有效稀释,从而在地表积累形成盐碱地。
地下水位变化也是盐碱地形成的重要因素之一,当地下水位下降时,地表水分蒸发后会将盐碱物质淋滤到地表,加剧盐碱地的发育。
人类活动也加速了柴达木盆地盐碱地的形成。
过度开采地下水、不合理的农业灌溉以及排放工业废水等行为直接导致地下水中盐分浓度增加,从而造成盐碱地的发展。
柴达木盆地盐碱地的形成是多种因素综合作用的结果,加大了盐碱地对当地生态环境和社会经济的影响。
2.2 柴达木盆地盐碱地表现柴达木盆地盐碱地的表现主要体现在土壤盐碱化严重、植被缺乏和土壤贫瘠等方面。
盐碱地面积广阔,土壤中盐分含量高,常常超过作物生长所需的范围,导致植物无法正常生长。
西北内陆盆地粗颗粒盐渍土研究华遵孟,沈秋武(中国市政工程西北设计研究院,甘肃兰州 730000)摘要:本文概括论述了西北内陆盆地粗颗粒盐渍土的成因、赋存形态、分布规律、工程危害及其影响因素以及地基处理与防治措施等方面已有的研究成果,同时根据粗颗粒盐渍土研究现状的分析提出了今后研究方向和内容。
关键词:粗颗粒盐渍土;盐胀;溶陷中图分类号:P 64113,X 143文献标识码:AAbstract :R esearch results on coarse saline so il of no rthw estern inland basin in the aspects of genesis ,state of existence ,law ofdistributi on ,engineering hazard and its influential facto r ,ground treatm ent and p reventive m easures are briefly stated herein .T hetrend and contents ofresearch hereafter are p ropo sed based on the analyses of the p resent conditi on of research on coarse saline so il.Key words :coarse saline so il ;salt s w ell ;karst co llap se收稿日期:1999207226作者简介:华遵孟(19412),男(汉族),甘肃兰州人,高级工程师。
盐渍土是一种特殊地区性土。
在我国滨海、河流冲积平原及内陆盆地均有分布。
60年代之前,国内外针对农田盐碱化成因及改良做了大量研究。
60年代以后,随着盐渍土地区工程建设中不断出现的地表变形与基础腐蚀等病害,逐步开始对盐渍土地基工程性质进行研究。
近年来铁路、公路、石油系统、沿海与内陆地区的勘察与科研单位,已作了大量工作,并编制了行业或地方盐渍土技术标准。
国内外对盐渍土的研究大多集中于一般粘性土和粉土等细颗粒土并且地下水位较高的情况,而对西北地区粗颗粒盐渍土的研究程度相对不足。
本文根据已往工程及收集到的资料,重点针对西北内陆盆地粗颗粒盐渍土的研究现状进行综述。
1 粗颗粒盐渍土成因与赋存形态在甘肃河西走廊及新疆干旱地区的内陆盆地,地形地貌由地势较高的山前冲洪积扇戈壁荒漠地带逐步过渡到地势较低的冲积湖积平原。
第四系地层由山前砂砾卵石渐变为细颗粒粉土和一般粘性土。
地下水位自盆地边缘至盆地中心,由深变浅,直至出露形成盐湖(图1)。
暴雨季节由山间沟谷洪流携带的含盐物质,主要沉积在山前冲洪积扇的砂砾石层土体中,在降水和洪水的渗透淋滤作用和强烈的蒸发作用下,盐份以层状或窝状集聚于细颗粒夹层层面上,形成厚几厘米到十几厘米的结晶盐层或含盐砂砾透镜体,盐晶呈纤维状晶簇(图2)。
也有的在蒸发作用下结晶于卵石颗粒底部。
在这种特殊自然环境条件下,形成了西北内陆盆地特有的粗颗粒盐渍土。
图1 西北内陆盆地山前地貌分区图2 粗颗粒盐渍土分布形态2 粗颗粒盐渍土的分布规律戈壁砾石滩上的粗颗粒盐渍土具有平面分布的不连续、不均匀性和垂向分布的表聚性。
在平面上盐份主要富集在沟谷洪流的主线附近,在垂向上盐份富集在地表下3m 以内,随深度增大含盐量减小,并且所含盐类由表层以硫酸盐、亚硫酸盐为主,向深部逐步变为以氯盐、亚氯盐及碳酸盐为主(图3)。
图3 含盐类型随深度变化散点3 粗颗粒盐渍土的工程危害及其规律性无论粗颗粒盐渍土或细颗粒盐渍土,作为工程地基使用时,都可能对工程建设产生不同程度的各类危害。
根据含盐性质不同,盐渍土的工程危害分为溶陷、膨胀及侵蚀三类。
311 溶陷性无论氯盐、硫酸盐土,均可产生溶陷。
这是盐渍土地基浸水饱和后产生的变形问题,以氯盐渍土最为明显。
由于氯盐具有较强的吸湿性,随着含水量增大或土体浸水,与土颗粒胶结并共同起骨架作用的盐晶溶解,土中盐分充填的孔隙在荷载作用下失稳压密,造成地基下沉。
石油系统规范对溶陷性借用黄土湿陷性的概念用溶陷系数表示,当溶陷系数大于011时定为溶陷性盐渍土,并且也计算溶陷量并划分了3个溶陷等级。
细颗粒盐渍土采用黄土湿陷性试验设备与方法测定溶陷系数;对粗颗粒土可以用液体排开法或现场浸水载荷试验确定溶陷性。
有资料报道,浸水前卵砾石含盐土承载力大于1000kPa ,浸水后降低50%,溶陷量大于15c m ,并且有自重湿陷性。
溶陷性一般与含盐量、厚度及浸水程度有关,浸水量越大、厚度越大、含盐量越大,下沉量也越大。
如果没有浸水这一前提条件,尽管含盐量很高,也不会产生溶陷变形。
青海柯柯、寨尔汗盐湖的超氯盐渍土,含盐量大于10%,表层坚硬的盐壳强度很高,干旱条件下多年来一直稳定运行。
312 盐胀性(1)盐胀机理:盐胀主要产生于硫酸盐渍土地区。
硫酸钠溶解度受温度控制,在3214℃以下,溶解度随温度升高而增大,无水硫酸钠吸收10个水分子而变为晶体芒硝(N a 2SO 4 10H 2O ),体积增大118~311倍并产生400kPa 膨胀力;温度高于3214℃时,溶解度下降,晶体脱水变成粉末,土体结构破坏后呈松软潮湿状态,地基强度降低。
由于土体地温随气温升降而反复变化,硫酸盐反复产生胀缩和相变,地基则表现出盐胀的累积性和不可逆性特点。
粗颗粒盐渍土内盐份集聚形态、含水程度及水盐运移特点与细粒土,特别是地下水位浅的细粒盐渍土有很大差别,不像细粒土中那样盐份随水位变迁毛细水升降而变化。
在路面覆盖下没有了盐份因降水渗透向下部渗透淋滤的过程,但气态水是否携盐向上部运移是值得研究的问题。
(2)盐胀的影响因素1)含盐量:铁路规程认为路堤填料中N a 2SO 4>2%时,膨胀率随含盐量增大而有明显增大,对路基会产生危害。
新疆对公路病害的调查,也认为硫酸盐含量2%以上时病害发生率高。
对粗颗粒盐渍土究竟定为多少尚无定论。
根据敦煌机场取样资料,3m 以上含盐量在015%~3%之间,一般为1%左右,产生了盐胀。
在垫层石料中混入的含盐砂土中含盐量也多低于1%。
究竟有害界限值定多少合适,有待进一步积累资料。
2)温度:盐胀主要发生在秋末冬初及春夏之交气温昼夜变化较大的季节。
敦煌机场进行道面变形观测的结果符合这一规律,而且松胀主要发生在路基上部接近地表温差变幅最大的深度段。
就昼夜而言,室内观测温度与变形曲线规律十分明显,鼓胀发生在傍晚降温时,而沉降变形发生在上午升温时(图4)。
图4 每日盐胀量与温度变化曲线3)含水量:盐胀的产生必须具备足够的结合水份。
戈壁砂砾天然含水量一般仅1%~3%,雨后较高但很快蒸发,本来不具备盐胀的条件。
盐胀都表现在建筑物或路面建成之后。
敦煌机场1984年建成,1987年铺设沥青路面后盐胀就明显的表现出来。
鼓胀最严重的是在道肩,几乎全部产生纵向鼓埂,平均鼓胀量14~16c m ,中心线附近平整度稍好,但也每隔数十米有一条横向鼓埂。
说明路面覆盖后气态水的积聚和路面排水侧渗使含水量增大,为膨胀变形加剧提供了有利条件。
有资料认为盐渍土含水量接近最优含水量时,胀量最大。
4)土体密度:已有研究资料介绍,细粒土盐胀率随土体密度增大而变化,粘土初始干密度越大,盐胀率越小,胀后干密度降低幅度越小。
而粉质土则相反,胀后干密度降幅越大,不能用增大干密度的办法来抑制盐胀。
对粗颗粒盐渍土,密度对盐胀的影响应是迟钝的。
受颗粒级配影响,孔隙率不同,颗粒大孔隙大时粒间孔隙提供了一定的发展空间,反映在地表的盐胀变形应有减少的趋势。
5)其它因素:降温速率越低,上覆压力越小,盐胀变形得到充分发展的时间和空间条件越好,盐胀率越高。
这一规律对细粒土和粗粒土都是适用的。
总之,细粒土盐胀影响因素的研究对粗粒土盐胀规律的认识具有指导和借鉴意义,但定量分析起来粗粒土难度更大。
有没有可能确定盐胀的临界含盐量、起始含水量以及地层结构和颗粒组成对盐胀的影响程度,还有待大家共同努力。
4 盐渍土的地基处理与防治411 消除溶陷性的处理措施(1)浸水预溶法:采用充分浸水后的渗透淋滤作用将表层盐份转移到下部,消除大部分溶陷量,降低溶陷等级。
适用于高含盐量、渗透性好的地基,青海花土沟有成功的经验。
渗透性不良时可打透水砂孔,也可采用提高灌注水温度的方法增强溶解度。
(2)强夯:适用于结晶盐含量少、孔隙大的非饱和低塑性土,新疆采用较普遍。
也可将浸水预溶加强夯或堆载两种方法相结合,效果更好。
对结晶盐含量较高的情况很适用,青海花土沟炼油厂有成功的实例。
412 盐胀处理措施(1)换土。
采用不含盐的块石或卵石设置隔离层,或采用沥青砂或灰土材料设置隔绝层。
前者有隔断毛细水及盐份向上运移,但不能隔断气态水向上运移及地面水入渗,适用于地下水位高的情况。
后者则可起到隔断水盐向上富积的作用。
敦煌机场试验段采用不同结构,效果不同就说明这个问题。
换土方法适用于盐渍土不厚的情况,换填厚度为主要含盐深度。
盐份分布深度较大时也可换填为碎石墩形式,以保证不产生过量盐胀。
(2)化学治理方法。
采用灌注B aC l2或CaC l2溶液渗透的方法,将易溶的N a2SO4转换为难溶的B aSO4或中溶的CaSO4。
处理深度不受限制,施工方便,但成本较高。
413 盐渍土危害的防治措施(1)为防止地面水侧向渗透进入地基产生溶陷或盐胀危害,应采取室内外防水措施,室外防护距离7~10m,室内应设灰土或油砂垫层。
对路基可采用设防水帷幕的办法。
(2)保证垫层或回填材料中含盐量不超过有害含盐量。
对公路、铁路和机场跑道这类战线较长、工程量较大的工程,需要加强监理和检测。
5 粗颗粒盐渍土研究现状与今后的研究方向511 缺乏对粗颗粒硫酸盐渍土盐胀机理的研究目前国内资料对粉土和一般粘性土类型的盐渍土认识比较深入,除了它的溶陷性、腐蚀性机理外,还对盐胀性有过一些研究,认识到盐胀率随含盐量、含水量增大而增大,随上覆荷载、土体密度及温度变化速率增大而减小。
但对粗颗粒盐渍土,上述因素的影响程度和变化规律尚未进行专门研究。
512 缺乏对覆盖效应的研究上述粗颗粒盐渍土分布地区,地下水位埋藏较深,在建筑物地坪或公路、机场跑道路面覆盖下蒸发条件改变后,由于昼夜及季节温差变化,地基或路基土中气态水向上部迁移凝聚,引起水份与盐份含量及相态的变化,从而不断改变着盐胀产生与发展条件。
有关覆盖效应的研究,难度较大,听见报道很少。
513 缺乏严密有效的研究手段无论室内模拟试验还是原位观测试验,必须严密控制并监测温度、湿度、含盐量等试验条件,排除多种因素干扰,才能得到准确的结论。
对不能取得原状试样的粗颗粒土,在现场条件下要控制这些试验条件是比较困难的,不注意这些问题往往试验失败。