多因素下氯离子对粗粒硫酸盐渍土盐胀的影响

为了探明氯离子对粗粒硫酸盐渍土盐胀特性的影响,采用人工配制的粗粒硫酸盐渍土,以含盐量、压实度、含水率、上覆荷载等单因素试验为基础,对粗粒硫酸盐渍土进行多因素下单次降温试验,通过添加无水氯化钠研究氯盐的存在对粗粒硫酸盐渍土盐胀特性的影响。结果表明:提高氯离子含量和上覆荷载大小对砾类、砂类硫酸盐渍土盐胀均有显著的抑制作用; 在89%～97%的范围内提高压实度对抑制砾类、砂类硫酸盐渍土的盐胀率增长无显著效果; 在7%与7.85%含盐量下,增加含水率对砾类、砂类盐渍土的盐胀有显著促进作用; 对于砂类盐渍土,在2%含盐量下增大含水率会降低其盐胀率,在5%含盐量下增大含水率盐胀率会先增大后下降,在13.7%含盐量下增大含水率会增大其盐胀率; 对于砾类盐渍土,各因素对盐胀率的影响由大到小依次为含盐量、含水率、上覆荷载、压实度、含盐量与含水率交互作用; 对于砂类盐渍土,各因素对盐胀率的影响由大到小依次为含盐量、含盐量与含水率交互作用、上覆荷载、压实度、含水率。     

天然粗颗粒硫酸盐渍土盐胀量剧变界限的试验探讨

本文通过一系列室内冻融循环试验,研究了粗颗粒硫酸盐渍土的盐胀特性及其影响因素,明确了粗颗粒硫酸盐渍土盐胀变形剧烈增长的含盐量及孔隙比界限值,这将为工程上判断盐渍土地基盐胀程度提供简便易行的勘察手段。试验结果表明,影响硫酸盐渍土盐胀大小的主要因素为含盐量和孔隙比,且各个因素彼此影响。当含盐量大于1%,且孔隙比小于0.43时盐胀较为剧烈。在冻融循环过程中盐胀量是一个累计叠加的过程,其胀率越来越小,最后逐渐趋于稳定。     

基于BP模型的粗粒亚硫酸盐渍土盐胀特性敏感因素研究

为了探究影响粗粒亚硫酸盐渍土路基盐胀特征的敏感参数,提出相关的敏感参数量化分析模型及交互作用下各因素的量化指标。针对细粒土质砾亚硫酸盐渍土、含细粒土砂(细粒土质量分数15%)亚硫酸盐渍土及细粒土质砂(细粒土质量分数50%)亚硫酸盐渍土3类土样,基于单因素试验结果,依据二次回归正交设计方法,开展多因素交互作用下的盐胀试验,通过BP神经网络模型建立3种粗粒亚硫酸盐渍土的盐胀率与其他影响因素间的计算模型,确定了粗粒亚硫酸盐渍土盐胀敏感参数的量化指标。结果表明:含盐量与含水率、上覆荷载与含水率的交互作用对细粒土质砾亚硫酸盐渍土的盐胀作用较显著,含盐量与含水率、上覆荷载与含盐量的交互作用对细粒土质砂亚硫酸盐渍土的盐胀作用较显著; 上覆荷载对粗粒亚硫酸盐渍土具有较强的抑制作用; 初始压实度对粗粒亚硫酸盐渍土盐胀率具有一定的促进作用,但由于其特殊的级配特征,试验所设压实度在89%～97%内对盐胀率的影响效果较小; 所得结论可以为采用粗粒亚硫酸盐渍土作为路基填料进行工程设计与施工提供技术参考。     

天然粗粒盐渍土大型路堤模型试验研究

西北地区分布着大量的粗粒盐渍土,研究其作为路堤填料的适用性,可充分利用当地资源和节约公路工程建设费用。为了使试验结果更准确地反映工程实际情况,在对天然粗粒盐渍土进行不同方法的化学成分分析试验、模拟季节交替冻融循环试验、有（无）附加荷载单次降温盐胀试验及大型溶陷试验的基础上,开展了多次冻融循环条件下大型路堤模型试验。结果表明：两种化学成分分析试验-规范法和过 5 mm 筛法分别得到的易溶盐含量相差较大,过 5 mm 筛法能更准确指导实际工程的施工;随着含水率的增加,粗粒盐渍土的盐胀量和溶陷量亦逐渐增大,溶陷累加性较显著; 50 kPa 附加荷载抑制该天然粗粒盐渍土的盐胀量可达 85% 以上;经多次冻融循环后,大型路堤表面的最大盐胀率仅为 0.44% ;该天然粗粒盐渍土可用于上部路堤填料。     

火山灰改良粗粒硫酸盐渍土路基填料及其作用机理研究

针对硫酸钠含量为2%的砾砂类硫酸盐渍土,开展了在不同石灰配比、石灰+火山灰配比工况下的击实试验、盐胀试验、溶陷试验、无侧限抗压强度试验,在此基础上,分析了其改良机理和微观特性,结果表明:掺加石灰或石灰+火山灰改良剂不仅可以有效减少砾砂类硫酸盐渍土的盐胀量,而且可以降低盐胀敏感温度区间;在采用无机改良剂改善硫酸盐渍土的盐胀变形时,应结合当地气候条件考虑,在温度较高地区可以适当减少改良剂掺量,温度较低时,适当增加改良剂掺量;相比于石灰改良土,掺加火山灰后,土样的压密阶段缩短,弹性阶段增长,土样达到强度极限时产生的应变减小,土体的结构性变强,抗变形性能增强;添加火山灰对于此类盐渍土的强度增长速率亦有加速作用;采用石灰掺量高于11%时或采用石灰+火山灰不少于15%时,改良后土体的盐胀和溶陷变形率均小于1%,7 d饱和无侧限抗压强度均不小于0.35 MPa。     

固化剂处理硫酸盐渍土的盐胀与溶陷特性研究

为了降低硫酸盐渍土的盐胀与溶陷性,本文研究采用粉煤灰、氯化钙和水泥三种固化剂复掺对硫酸盐渍土进行处理,按照正交设计要求,分别以10%、15%、20%粉煤灰,2%、4%、6%氯化钙和1%、3%、5%水泥,固化含盐量为5%的硫酸盐渍土,在温度35~-25℃梯级下降过程中测定土体的盐胀量,并采用单轴压缩双线法测定土体的溶陷系数。通过极差和方差分析,验证试验中各因素对硫酸盐渍土盐胀性与溶陷性的影响机理。结果显示:土体的盐胀与溶陷主要发生在试验初始阶段,盐胀率与溶陷率随粉煤灰掺量增加而降低,随氯化钙掺量增加显著降低,随水泥掺量增加变化不明显。在该试验条件下,建议取用20%粉煤灰、6%氯化钙、3%水泥为最优配合比,以此来为硫酸盐渍土地区地基处理工程提供参考。     

典型天然盐渍土多次冻融循环盐胀试验研究

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。从土的类别角度研究了天然盐渍土的盐胀规律。试验结果表明:低液限粘土前五次冻融循环过程中盐胀具有较好累加性,随着冻融循环次数的增加,盐胀量增长速度逐渐降低;含砂低液限粘土的盐胀过程可以被分为三个阶段;粘土质砂在冻融循环过程中的变形主要为冻胀和沉降变形,具有较好的溶陷累加性;低液限粘土、含砂低液限粘土的盐胀率和粘土质砂的溶陷率与冻融周期之间的关系符合二次抛物线变化规律。     

石灰水泥改良硫酸盐渍土盐胀特性研究

硫酸盐渍土作为一种特殊土,具有溶陷、盐胀、腐蚀等不良的工程特性,硫酸盐渍土路基填料是制约交通建设快速发展的重大岩土工程问题之一。为了解决硫酸盐渍土工程应用难题,采用石灰、水泥混合改良材料对不同含盐量的硫酸盐渍土进行改性试验,测试了改良盐渍土在无载条件下的盐胀量,并运用正交分析法研究了石灰和水泥对盐渍土盐胀影响的显著性。结果表明:使用石灰、水泥混合改良材料对硫酸盐渍土进行改良,能有效处理弱硫酸盐渍土、中硫酸盐渍土、强硫酸盐渍土地基,对于过硫酸盐渍土,也能有效的减小其盐胀率。     

单次降温条件下硫酸盐渍土盐冻胀试验研究

为研究单次降温条件下不同压实度、含水率、含盐量对宁夏地区硫酸盐渍土盐冻胀的影响,进行了室内配置试样试验。结果表明:在单次降温条件下,该地区硫酸盐渍土的起胀温度随含盐量增加而增大。随着温度变化,盐冻胀过程表现为4个阶段:35 ℃~ 5 ℃之间属于纯盐胀阶段,5 ℃~-5 ℃之间属于调整阶段,-5 ℃~-10 ℃之间属于盐冻胀阶段,-10 ℃~-25 ℃之间属于稳定阶段。当压实度较低、且含盐量在2%以内时,盐冻胀率随含盐量增加有所增大;当含盐量超过2%后,盐冻胀率随含盐量增加呈先增大后减小发展趋势,并在含盐量5%时达到峰值。当压实度为100%时,盐冻胀率随含盐量增加而增大。当含盐量较小时,达到最优含水率时盐冻胀率较大;而随含盐量逐渐增大,盐冻胀率随含水率增加呈先减小后增大变化趋势。总体来看,压实度越高、含盐量越大、越接近土体最优含水量时,盐冻胀率也越大。该研究可为硫酸盐渍土地区的工程建设提供参考。     

单次升温条件下硫酸盐渍土的融沉试验研究

硫酸盐渍土具有明显的随季节温度变化而发生土体结构改变的特性,给工程造成较大危害。为研究单次升温条件下硫酸盐渍土的融沉特性,在室内配置压实度分别为90%、95%和98%,含盐量分别为0%、2%、5%、8%和10%的硫酸盐渍土试样,采用高低温试验箱进行单次升温试验。结果表明:单次升温条件下,硫酸盐渍土的融沉过程可大致分为4个阶段,温度于-15 ℃~-10 ℃(±5)区间为“结构融沉”阶段,-10 ℃~0 ℃区间为“融沉调整”阶段,0 ℃~15 ℃区间为“冰消融沉”阶段,15 ℃~25 ℃区间为“结晶融沉”阶段。0%含盐量时,其融沉率随压实度增大而减小,不同含盐量条件下的融沉率均大于0%含盐量时的融沉率,且当压实度在90%~95%范围内变化时,融沉率与压实度呈反比例变化趋势;98%压实度土体的融沉率在2%~8%含盐量时总体呈减小趋势,10%时又骤然增大;压实度为95%和98%时,在15 ℃~20 ℃区间融沉率增量最大,并在20 ℃达到最大值;而压实度为90%时,达到该状态时的温度为25 ℃;综合分析认为处理硫酸盐渍土地基的压实度以95%为宜。该研究可为硫酸盐渍土地区工程建设提供借鉴和参考。     

硫酸盐渍土纯盐胀期盐胀关系式的建立

硫酸盐渍土广泛分布在我国西北地区,盐渍土盐胀对修筑在该地区大量的道路工程构成了危害,研究其盐胀规律对治理盐胀病害具有重要意义。在考虑硫酸盐渍土路基变形的温度区间划分为3个阶段的基础上,通过对新疆玛纳斯地区硫酸盐渍土作一系列假定,建立了纯盐胀期盐胀率?与初始含水率θ1、土体原始孔隙率n和降温前后溶解度r1,r2之间的盐胀关系式。利用自行研制的恒温冷浴土壤试验系统验证了关系式的合理性。     

罗布泊地区粗粒盐渍土盐胀特性影响因素试验研究

为研究罗布泊地区粗粒盐渍土的盐胀特性及盐胀机制,本文对取自该地区哈若公路沿线粗粒盐渍土进行了室内土工试验和盐胀分析试验,对盐胀特性试验以后的试样进行了5000倍放大扫描电子显微镜下微观结构变化分析。试验结果表明:该区域粗粒盐渍土呈板块状,盐渍土剧烈盐胀区主要发生在温度为+15~-5℃的范围之内;在相同条件下盐渍土易溶盐的含量与盐渍土最大盐胀率呈二次抛物线型关系。结合盐渍土路基的病害特点研究了该地区盐渍土的盐胀率和压实度之间的相互联系,含水量一定时,该地区盐渍土的盐胀量会随路基压实度的增大而增加。     

水泥搅拌桩桩体性能劣化对盐渍软弱土路基沉降影响研究

为研究盐渍软弱土路基地区水泥搅拌桩桩体水泥土劣化规律及对路基沉降影响,设计了盐溶液干湿循环制度,并进行了5种不同配合比水泥土在5、15、20次盐溶液干湿循环作用后的无侧限抗压强度测试.结果表明,在干湿循环5次时,由于盐溶液中硫酸盐的结晶膨胀填充作用和对矿物掺合料的激发作用,使水泥土更加密实,强度提高;但采用普通硅酸盐水...     

粗粒盐渍土区既有高铁路基变形特性试验研究

为了探究某既有高速铁路路基变形特性,对路基填料进行了基础物理化学试验,得到了颗粒级配、最大干密度、最佳含水率和易溶盐含量等基本工程性质,然后选取典型标段路基填料,分别开展室内单次降温盐胀试验、溶陷试验、冻融循环试验和现场大型溶陷试验。结果表明:该段路基土体在单次降温试验中的最大盐胀率为0.96%,最大盐胀变形量与土样不均匀系数之间存在线性关系,土样最终盐胀量在很大程度上取决于土样级配和硫酸根离子含量; 在最不利工况下土样的最大溶陷系数为0.012,K87+950标段土样最终溶陷量最大,为5.67 mm,最大变形率为4.7%; K87+950标段路基变形量随温度变化呈现V形下降趋势,在第5次冻融循环周期相对融沉量达到最大,7次冻融循环后硫酸根离子沿土样高度呈现M形分布; 土样顶部接近制冷头部位的含水率明显增加,底部含水率减少,20～40 cm高度范围内土样含水率无明显变化,距土样顶部15～30 cm层位范围盐胀变形量最大; 由现场溶陷试验可知,注水量达到30 mm时,K31+000试验点路基溶陷量可达到最终溶陷量的80%,极端降雨不会引起该既有路基发生较大溶陷变形。