无机材料改良季节冻土区碳酸盐渍土试验及其方案评价

为解决松嫩平原碳酸盐渍土对工程的不利影响,且削弱季节冻土区冻融循环对碳酸盐渍土带来的损伤,采用无机材料石灰和粉煤灰对碳酸盐渍土进行改良。研究了不同改良方案下碳酸盐渍土抗剪强度的变化及其抵抗冻融循环的能力;通过熵权-TOPSIS模型对各改良方案进行评价。结果表明：石灰和粉煤灰均会提升碳酸盐渍土的抗剪强度,但是石灰的改良效果远胜于粉煤灰,石灰会使得碳酸盐渍土的应力-应变曲线变成应变软化型;粉煤灰在提升碳酸盐渍土抵抗冻融损伤能力上表现得比较突出;而双掺石灰和粉煤灰明显兼顾了强度和抵抗冻融损伤能力这2个指标;在考虑力学性能、抗冻融能力以及经济等因素时,石灰和粉煤灰的掺量均为12%的方案最优。     

松嫩平原碳酸盐渍土的膨胀特性研究

碳酸盐渍土在我国分布广泛,其遇水后膨胀特性较为突出,膨胀对道路建设会造成一定的危害,研究其膨胀变化规律对于治理膨胀引起的病害具有重要的意义。碳酸盐渍土中含碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)较多,首先为了研究盐渍土的膨胀作用与其埋深的变化规律,分析了研究区域内不同层次的原状土样的膨胀率,得到膨胀率随着土样深度的变化发生变化,在25～75cm时膨胀最为明显;考虑到由于季节变化、温度变化会导致含盐量随水分的迁移,使得同一层次的盐渍土的含盐量会发生明显的变化,通过室内人工制备不同含盐量来研究其膨胀特性,结果表明:含盐量从0.3%增加到2.0%时,其最大膨胀率从6.0%增加到20%。     

松嫩平原碳酸盐渍土的工程特性

对东北松嫩平原的碳酸盐渍土进行了勘察和室内试验分析,结果表明碳酸盐渍土在1 m以内土壤含盐量随深度增加呈现先增加后减小的趋势,在深度50~75 cm的土层内含易溶盐最多,其中阳离子以Na+为主,阴离子以HCO-为主;土壤的pH值在9.58~10.08之间,碱性较强;通过人工配盐,测得碳酸盐渍土随着含盐量的增大,土的液塑限都有所提高;通过膨胀试验发现:当碳酸盐含量大于0.5%时,膨胀量显著增大,当含盐量从0.5%逐渐增加到2.0%时,它的膨胀率最大可以达到23%;同时土体的抗剪强度与含盐量也有密切的关系,当土的含盐量增加时,黏聚力有减小的趋势,而内摩擦角先减小后增大。     

粉煤灰改良氯盐渍土工程特性试验研究

为研究粉煤灰改良氯盐渍土工程特性的效果,采用人工配置氯盐渍土,进行室内改良氯盐渍土的强度与变形特性试验。在定性分析的基础上,定量分析了粉煤灰掺量对改良氯盐渍土强度及变形特性的影响。结果表明,适量添加粉煤灰能够很好地改良氯盐渍土的强度与变形特性。在试验条件下,粉煤灰改良氯盐渍土的最优掺量为25%。     

粉煤灰改良氯盐渍土强度特性试验研究

通过对粉煤灰和氯盐渍土物理化学成分的理论分析和不固结不排水条件下室内常规三轴剪切试验,对粉煤灰改良氯盐渍土的抗剪强度特性进行了研究.结果表明:在试验掺量范围内,在氯盐渍土中添加粉煤灰可以提高其强度,且粉煤灰掺量越大,强度越高;在试验含盐量范围内,同一粉煤灰掺量条件下的氯盐渍土抗剪强度及抗剪强度指标都随着含盐量的增加而逐渐减小.     

改良盐渍土强度变形及其微观特性试验研究

盐渍土的盐胀溶陷等不良工程特性对交通基础设施建设及其安全运行有着极其不利影响。现以南疆地区路基氯盐渍土为研究对象,开展了不同龄期改良氯盐渍土2种试验方案的无侧限抗压强度试验及SEM-EDS试验,研究水玻璃、水泥、石灰、粉煤灰及纤维等多种材料联合改良盐渍土的机理及其微观特征。研究结果表明:以28 d抗压强度作为评价标准,方案1中最优组合为水泥8%+石灰12%+纤维0.2%+纤维长度18 mm+含盐量3%,适用于中盐渍土改良;方案2中最优组合为粉煤灰20%+石灰6%+纤维0.2%+纤维长度12 mm+含盐量1%,适用于弱盐渍土改良。2种方案改良盐渍土越过应力峰值后仍能保持较高的抗压强度值,改良盐渍土应力-应变曲线呈应变软化型,试样呈脆性破坏。根据微观结构及EDS分析,改良盐渍土的矿物颗粒相对较大,颗粒完整性较好,胶凝物由絮状水化硅酸钙和针状钙矾石构成,其微观结构较致密,颗粒间接触方式以面-面接触方式为主;相比方案2,方案1内部结构排列致密,内部完整性好,强度性能优越。该研究成果丰富了氯盐渍土改良技术,为盐渍土在路基处理中再循环利用提供了技术参考。     

仿岩溶碳酸氢钙改良膨胀土试验研究

膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩等不良工程性质,常采用石灰、水泥等土壤固化材料对其进行改良,但这些传统的土壤固化材料存在着污染环境、拌合不均匀等问题。以陕西省汉中市强膨胀土为研究对象,对仿岩溶碳酸氢钙改良膨胀土进行了自由膨胀率、无荷膨胀率、收缩、直接剪切、酸碱度和碳酸钙含量测定、粒度分析和扫描电镜试验等物理、力学、化学和微观结构试验。试验结果表明,仿岩溶碳酸氢钙可较好地降低膨胀土的胀缩性,并提高土体的抗剪强度,且仿岩溶碳酸氢钙与膨胀土的最优配比为6∶1;改良土中吸附的交换性Ca²⁺含量降低,碳酸钙含量增多,细粒含量降低,粗粒含量增多,内部孔隙减少;仿岩溶碳酸氢钙改良膨胀土的机理在于溶液中含有H⁺、Ca²⁺、HCO₃^-、CO₃^2-等离子,同时溶解有饱和的二氧化碳气体,通过离子交换作用,溶液中的H⁺置换了土颗粒吸附的Ca²⁺,减小了双电层厚度;通过岩溶作用,新形成的碳酸钙具有沉积胶结和填充作用,颗粒间联结强度和团粒化作用得到增强,从而降低了土体胀缩性。由此可见,仿岩溶碳酸氢钙对膨胀土具有良好的改良作用。     

盐分对砂砾石盐渍土渠基稳定性影响的试验研究

盐分以易溶盐、中溶盐和难溶盐形式存在于土体中 ,其中易溶盐、中溶盐在水流作用下易于迁出土体 ,使土体结构发生破坏 ,造成土体的溶陷 ,使防渗或不防渗的渠基失稳。通过试验研究 ,确认盐分是影响砂砾石盐渍土渠基稳定性的重要因素之一。     

盐分对砂砾石盐渍土渠基稳定性影响的试验研究

盐分以易溶盐、中溶盐和难溶盐形式存在于土体中、其中易溶盐、中溶盐在水流作用下易于迁出土体，使土体结构发生破坏，造成土体的溶陷，使防渗或不防渗的渠基失稳。通过试验研究，确认盐分是影响砂砾石盐渍土渠基稳定性的重要因素之一。     

合黎山天然风化砂改良硫酸盐渍土强度特性试验研究

针对硫酸盐渍土掺入风化砂改良的理论研究不足,采用无侧限抗压强度和间接拉伸强度试验,研究了合黎山天然风化砂掺入量对硫酸盐渍土强度特性的改良效果,在0．5％、1．0％、1．5％、2．0％、3．0％的硫酸盐渍土中掺入0％、10％、20％、30％、40％、50％的合黎山天然风化砂进行了改良硫酸盐渍土的强度特性对比试验,探讨了合黎山天然风化砂改良硫酸盐渍土的可行性及最优掺量比。试验结果表明:适量掺入合黎山天然风化砂能够改良硫酸盐渍土的强度特性,随着合黎山天然风化砂掺入量的增加,改良硫酸盐渍土的无侧限抗压强度和间接抗拉强度均出现先增大后减小的规律,采用三次函数可较好描述无侧限抗压强度与风化砂掺入量间关系,采用二次函数可较好描述间接拉伸强度与风化砂掺入量间关系,试验条件下合黎山天然风化砂改良硫酸盐渍土强度特性的最优掺量比为20％。     

单因素对粗粒盐渍土的盐胀规律影响效果研究

基于过5 mm筛法的易溶盐含量配制方法,首先针对粗粒硫酸盐渍土、粗粒氯盐渍土开展温度改变下的盐胀规律试验;其次针对粗粒硫酸盐渍土、粗粒亚硫酸盐渍土开展盐分、土类、水及上覆荷载等条件改变下的盐胀规律研究,结果表明:粗粒盐渍土的盐胀起胀温度与降温持续时间、含盐量、初始密度正相关,与含水率和附加荷载负相关;氯离子可降低粗粒盐渍土的起胀温度,对其盐胀量具有抑制作用;盐胀敏感温度区间,粗粒硫酸盐渍土为-5℃~-10℃,粗粒亚硫酸盐渍土为-10℃~-15℃;粗粒硫酸盐渍土的起胀含盐量约0.3%,粗粒亚硫酸盐渍土的起胀含盐量约0.5%;粗粒硫酸(亚硫酸)盐渍土的容许含盐量值基本在2%左右。     

生物排盐改良利用盐渍土的研究展望

围绕内陆干旱区盐渍化土壤改良和盐碱地利用这一主题,通过对生物排盐改良利用盐渍土相关领域研究成果的总结,结合新疆地区盐碱地改良利用的实践,从植物的耐盐与排盐特征和改良原理、干旱区农田水盐运移规律、灌区土壤盐分平衡、盐碱地耐盐植物种植与利用等方面评述了国内外的研究进展与存在的问题.指出基于植物盐分吸收的耕(根)层水盐平衡原理、不同植(作)物的盐分吸收特征、耐盐经济植物的选择、高效节水灌溉条件下防止土壤盐渍化和盐碱地改良利用方法等是今后的重点研究方向,生物排盐与水利改良相结合的综合模式是实现内陆干旱区灌溉农业可持续发展的新模式.     

滨海盐渍土的强度特性试验与机理分析

为深入研究滨海盐渍土等特殊黏土的不良工程特性产生的物理化学机制,结合中国交通建设股份有限公司在科威特 Bubiyan 岛的海港盐渍土软基加固工程现场的盐渍土地基开展试验研究。通过十字板剪切试验、三轴试验、直剪试验、液塑限试验与成分分析、电化学特性等物理化学试验,探讨在水的作用下由可溶盐离子引起的土颗粒表面微电场的变化对盐渍土抗剪强度的影响,并与广州南沙软土的工程特性进行了对比。试验及分析结果表明,自然成因、可溶盐含量和颗粒表面电荷密度是两者在强度特性上产生差异的重要原因,同时也是科威特滨海盐渍土具有低强度、低液塑限等宏观不良工程特性的主要因素,对滨海盐渍土强度特性的研究为指导该项目的软基处理方案提供了实验参数与理论基础,并为滨海盐渍土地区的地基处理提供了有益的参考。     

硫酸(亚硫酸)盐渍土盐胀和冻胀变形试验研究

通过对天山北麓水磨河流域细土平原区硫酸（亚硫酸）盐渍土盐胀和冻胀试验研究,分析不同硫酸钠含量不同压实度单次盐胀和冻胀变形机理,发现同一硫酸钠含量不同干密度土体盐胀和冻胀的发育程度是土体溶液所处位置（孔隙间和颗粒接触间）、土体内摩阻力、土颗粒间的引力、粘聚力等综合作用的结果。孔隙率大小不能反映对结晶硫酸钠的吸收程度。采用数值分析的方法分析其变化规律,发现硫酸（亚硫酸）盐渍土盐胀和冻胀率和土干密度及硫酸钠含量均符合二次抛物线规律。     

砂碎石盐渍土渠基的盐分运移试验研究

通过对砂碎石盐渍土渠基盐分运移试验研究后 ,认为在去离子水持续不断的溶滤作用下 ,溶滤后的土样较溶滤前的土样的工程性质将会有较大的改变。对于在工程实践中采用的浸水预溶法提供了一定的试验依据。     

盐渍土浸水溶陷对路基施工的影响

选取察尔汗至格尔木高速公路路段沿线的盐渍土为研究对象,运用室内单轴压缩试验,利用单线单点法模拟现场浸水后施工特征,对该土在浸水情况下溶陷特性进行模拟试验研究。对比分析模拟试验结果与常规试验结果,发现模拟试验中土样的溶陷量较之常规试验更大,土体结构性破坏更加严重,说明在高含盐量的盐渍土地区,盐渍土浸水后会加剧路基的溶陷,为施工带来极其不利的影响。本文成果可为盐渍土地区的公路设计和施工提供有益参考。更多还原     

单向冻结条件下硫酸钠盐渍土的冻结温度试验研究

硫酸钠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。为了研究单向冻结条件下硫酸钠盐渍土的冻结温度特性,在室内配制初始含水率分别为15%、17%、19%、21%,含盐量分别为0%、1%、2%、3%、5%的硫酸盐渍土试样,采用可控温冰柜进行单向冻结试验。结果表明：(1)同一土体,不同位置处冻结温度相同,但达到冻结温度所需时间存在略微差异。(2)初始含水率和含盐量对硫酸钠盐渍土冻结温度有很大的影响,当硫酸钠含盐量为1%和2%时,冻结温度随初始含水率的增加呈“先陡后缓”型变化趋势,并在最优初始含水率时达到最大值,之后冻结温度随初始含水率变化曲线趋于平缓;当含盐量较高(5%)时,冻结温度随初始含水率增加近似呈线性增加趋势。(3)硫酸钠盐渍土冻结温度随含盐量的增加而降低,且盐量为1%～2%时,不同初始含水率土体冻结温度及达到冻结温度所需时间随含盐量均呈“归一性”变化趋势。在计算硫酸钠盐渍土冻结温度时,应将硫酸钠溶液视为非理想稀溶液。在同一初始含水率条件下,对硫酸钠含盐量与冻结温度按三次多项式进行拟合吻合度较高。该研究成果可为硫酸盐渍土地区工程建设提供参考。     

不同碳酸钙钙源对CFPK加固风积沙的影响

仿岩溶碳酸氢钙(CFPK)溶液是一种环境友好型固沙材料,碳酸钙钙源对CFPK溶液的制备及其特性有重要影响。为了给CFPK在固沙方面的推广应用提供参考,选择分析纯碳酸钙、生物碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙4种材料作为制备CFPK溶液的碳酸钙钙源,通过化学试验、力学试验、X射线衍射试验和扫描电镜试验等,分析了不同碳酸钙钙源制备的CFPK溶液的固沙效果。结果表明：1)4种碳酸钙钙源制备的CFPK溶液在反应达到平衡时,电导率和钙离子浓度基本相同,即钙源对碳酸氢钙溶解度影响很小,但是反应速度差别明显,其中重质碳酸钙的反应速率最快、生物碳酸钙的反应速率最慢;2)不同碳酸钙固化沙的表面强度、抗风蚀能力差异明显,重质碳酸钙固化沙表面强度和抗风蚀能力大于其他3种碳酸钙的,生物碳酸钙固化沙表面强度和抗风蚀能力最小;3)4种碳酸钙钙源在固化沙中生成的碳酸钙晶体矿物成分基本相同,主要为方解石,但不同碳酸钙钙源在固化沙中生成的碳酸钙晶体的含量和形态有所不同,分析纯碳酸钙生成的碳酸钙晶体主要为六面体方解石,其他3种碳酸钙生成的碳酸钙晶体以薄片状为主,其中重质碳酸钙生成的碳酸钙晶体尺寸大、高度聚集、致密性高,因此重...