粗粒盐渍土路基水热盐力耦合方程修正及试验验证

为了研究粗颗粒硫酸盐渍土路基中的水盐迁移机理及路基内隔断层设置对水盐迁移的影响效果,并建立水盐迁移与路基盐胀、融陷变形的联系,基于非饱和土渗流和热传导理论,考虑水盐相变对水分场、温度场、盐分场和应力场的影响,分别针对已建立的水分场、温度场、盐分场进行满足粗颗粒硫酸盐渍土路基工程特性的修正,进而建立了适用于粗粒硫酸盐渍土路基水、热、盐、力场的耦合微分方程组。利用COMSOL Multi-physics软件建立了盐渍土路基水-热-盐-力场耦合数值模型,并通过室内大型粗颗粒盐渍土冻融循环试验结果对建立的数学模型的有效性进行验证。结果表明:在有地下水补给的冻融循环试验过程中,砾砂类硫酸盐渍土路基的低温影响敏感区域深度范围约为45 cm,土工布设置应综合考虑区域低温影响敏感深度和毛细水强烈上升高度;在毛细作用和温度影响下,砾砂盐渍土路基中的水、盐均向冷端迁移,其会导致土工布下方出现盐分聚集现象,其中硫酸根离子富集程度较强;隔断层可有效阻碍水盐纵向迁移路径,减弱水、盐向低温影响敏感区段迁移,从而达到减小路基盐胀、融陷的效果,同时减小路基变形的程度可以达到30%以上。     

硫酸盐渍土盐胀过程分析

基于硫酸盐渍土正交试验结果,对硫酸盐渍土的盐胀过程线进行分析,分析结果可用于判断工程中盐胀过程线的类型和选择施工季节。     

自然环境下盐渍土路基水盐分布与迁移

针对新疆硫酸盐渍土地区道路每年10月底路面开始发生不均匀隆起、开裂的现象,选择处于自然环境中的典型硫酸盐渍土路段,对其道路中心线和左、右路肩部位进行路基含盐量调查.结果表明,隔断层对阻止盐分向路基顶面迁移有明显效果,但也加剧了其下盐分的积聚.隔断层的“覆盖效应”明显,土工膜的覆盖效应强于风积砂.在工程中选择隔断措施时应考虑其长期应用效果.     

新疆大黄山至奇台高速公路盐渍土遥感解译

对盐渍土的光谱特征和影响盐渍土程度的因素进行分析,总结新疆大黄山至奇台高速公路盐渍土的形成特征,利用ETM卫星图像并结合野外取样化验分析,对大黄山至奇台高速公路沿线盐渍土进行解译,圈定盐渍土的分布范围和土壤盐分的化学类型,分析盐渍土对公路的影响,为该段公路线路设计和盐渍土处理提供依据.     

滨海地区改良盐渍土的微观特性研究

为了揭示改良剂对盐渍土的力学性质的影响机理,利用扫描电子显微镜（SEM）对改良盐渍土的微观结构进行了分析,探讨了不同改良剂、不同剂量对改良土的微观结构的影响。研究结果表明：改良盐渍土在添加改良剂前后,微观结构特征明显不同,添加改良剂有效的改善了盐渍土的稳定性和强度,从而从微观结构揭示了改良剂对盐渍土力学性质的影响机理。     

含盐量对硫酸盐渍土溶陷性的影响研究

盐渍土地基溶陷性与土体结构、含盐量、含盐类型和浸水量等因素有关,通过对硫酸盐渍土的溶陷试验,主要分析了含盐量对溶陷系数的影响。     

连云港滨海相盐渍土的工程特性

滨海相盐渍土是由海水入侵、地表蒸发引起土中盐分累积形成的,文中从滨海相盐渍土的海水浸渍的盐分累积特点分析连云港滨海相盐渍土的成因特点,由此分析连云港滨海相盐渍土的含盐组分特点、在垂直剖面上盐分分布特点、含盐组分之间的相互关系,以及连云港滨海相盐渍土的土质和矿物特点。     

极旱荒漠地区板块状盐渍土盐胀特性研究

为研究极旱荒漠地区板块状盐渍土的盐胀特性及盐胀机制,该文对取自新疆罗布泊地区哈若公路沿线板块状盐渍土进行了室内土工试验和盐胀分析试验,并对盐胀特性试验以后的试样进行了5 000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:区域板块状盐渍土剧烈盐胀区都主要发生在+15~-5℃的范围内。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关系。结合盐渍土路基的病害特点研究了板块状盐渍土的盐胀率和压实度之间的相互联系,发现板块状盐渍土地区盐渍土含水量一定时盐胀量随路基压实度的变大而增加。     

寒旱区硫酸盐渍土特征温度及盐冻胀特性

针对寒旱区硫酸盐渍土的盐冻胀特性开展了室内试验研究。选取甘肃省河西地区硫酸盐渍土为原料土，以室内人工制备的硫酸盐渍土为研究对象，就含盐量和含水率等因素变化对土体的特征温度(过冷温度和冻结温度)以及盐冻胀变形的影响进行了系列试验研究，基于硫酸钠盐渍土冻结试验，建立了冻结温度的计算模型，通过数值计算结果与试验结果的对比分析，对所提出模型的有效性进行了验证，并对其变化规律以及产生的机理进行了探讨。结果表明：含盐量较高土体在正温盐分结晶析出，含盐量较低土体在负温盐分结晶析出；土体孔隙中溶液的浓度对盐渍土冻结温度以及总变形有着显著的影响，且存在2个临界浓度值，使得低浓度时的特征温度随着溶液浓度的增加而降低，当达到较小的临界浓度值后，结晶盐析出导致特征温度随着浓度的增加而升高，直到浓度达到较大的临界浓度值；在变形方面，溶液浓度较低时，土体变形主要由冻胀引起，反之，当孔隙溶液浓度较高时，变形则主要由盐胀引起，而在2个临界浓度之间时盐胀和冻胀相互制约。     

硫酸盐渍土水-盐-热-力四场耦合理论模型

针对硫酸盐渍土盐胀过程中较为欠缺的四场耦合理论,在已有的冻土三场耦合模型的基础上,建立了盐渍土水-盐-热-力四场耦合动力学模型。首先,基于水动力学模型和质量守恒定律,在水分场方程和盐分场方程中分别引入等效含水量和等效含盐量的概念,以此为耦合因子简化了水-盐-热耦合模型,不仅考虑了溶质扩散及水动力弥散的作用,还考虑了结晶盐-盐溶液相变(化学反应)对盐分迁移,以及结晶盐相变潜热对温度场的影响。其次,根据能量守恒定律,增加结晶盐的相变潜热,使温度场方程更符合工程实际情况。同时,在建立应力场方程时,盐胀部分由溶质的摩尔质量差进行计算,冻胀部分由原土中的部分水加上迁移来的水减去硫酸钠结晶所需要的水进行计算,从而推导出了应力与水分迁移、盐分迁移以及温度的关系,完善了盐渍土四场耦合理论。最后运用该理论模型,计算分析了新疆某公路盐渍土路基的盐冻胀变形过程。结果表明:计算所得地温规律、盐分迁移规律和盐冻胀规律与实测结果基本一致,计算与实测结果均表明,从秋末至来年春季,硫酸盐渍土路基经历了降温到升温的温度剧烈变化阶段,此阶段路基的变形过程可分为平稳区、缓慢盐冻胀区、剧烈盐冻胀区、盐冻胀变形滞后区、缓慢沉降区、剧烈沉降区6个部分。     

盐渍土公路工程分类的现状与思考

通过总结和评述国内外盐渍土分类现状,并结合近几年来对盐渍土工程地质专题研究及公路整治工程实践,分析了现行盐渍土公路工程分类中以含盐量作为单一标准来划分盐渍土等级的不合理性,提出以影响盐渍土工程性质的土类、盐分、含水量及温度等指标作为盐渍土公路工程分类指标.     

粗粒盐渍土微观结构变化对溶陷的影响研究

不同地区的盐渍土的工程特性存在着较大差异,为揭示粗粒盐渍土的遇水溶陷性,文章采用扫描电子显微镜分析研究该地区盐渍土的微结构对溶陷性、无侧限抗压强度特性的相互关系。结果表明:盐渍土氯盐和硫酸盐含量大于30%,有的甚至超过了50%,主要以硫酸盐为主;矿物成分主要含石英、石膏、钾长石、钙长石等。     

改性水玻璃固化硫酸盐渍土的试验研究

水玻璃是目前广泛使用的化学灌浆材料,对岩土体有明显的固化效果。为了提高水玻璃的固化效果,对温度改性水玻璃溶液固化硫酸盐渍土与复合改性水玻璃固化硫酸盐渍土进行了试验研究,并通过无侧限抗压强度试验、X射线衍射试验以及电镜扫描试验,分析探讨了温度改性水玻璃与复合改性水玻璃固化盐渍土的机制。结果表明,温度改性与复合改性后,水玻璃的固化效果有明显的提升。     

含氯化钠硫酸盐渍土盐胀过程分析

对含氯化钠硫酸盐渍土的盐胀过程线进行了分析，将春分为四种类型并对每一种类型盐胀过程线的形成原因进行了分析，还讨论了起胀温度及剧烈盐胀温度区间，其结论便于工程实践中判定盐胀过程线类型和选择施工季节。     

盐渍土道路翻浆机理与防治措施

水、温度、盐分等因素导致盐渍土液相含量的增加,抗剪强度的降低,从而使路基软化,是盐渍土翻浆的重要内因。基于相平衡理论,分析这些因素对盐渍土含液量及抗剪强度的影响规律,最终得到盐渍土的翻浆机理。根据上述有关研究结果,在总结现有的盐渍土道路翻浆防治经验基础上,通过试验路段,探讨了盐渍土道路翻浆防治的有效途径和措施。     

盐渍土地区沥青路面常见病害及处治措施

盐胀作用容易使盐渍土地区沥青路面出现严重破坏。为了探究盐渍土地区沥青路面的破坏机理,有效防治沥青路面病害的发生,文章详细阐述了盐渍土地区沥青路面常见病害,分析了盐分作用对沥青和矿料黏结性能的影响,并提出盐渍土地区沥青路面破坏的防治措施。     

沧州沿海地区盐渍土的特性及处理

通过针对沿海高速公路沧州歧口至海丰段工程,运用分析试验的方法对盐渍土进行研究,对沧州沿海地区盐渍土的形成和特性进行分析得出该区全线地下水埋藏较浅,表层大多为粘性土,毛细水上升高度较高,加之该地区有冻胀影响,极易造成盐分在地表聚集,当路堤较低时,随着时间的推移极易盐渍化;沿线盐渍土种类均为氯盐渍土类型,盐渍程度中等;盐渍土的腐蚀性对混凝土一般,对钢筋较强。盐渍土不仅对构造物有侵蚀作用,对土质路基的影响更大,因些必须引起高度重视。针对此现象,在工程上对地基进行处理,结合该区域的特征,采用软土和盐渍土相结合的处理思路,浅层采用片石挤淤、砂砾垫层,快速施工,堆载预压,延长沉降期;深层采用水泥搅拌桩+砂砾垫层+土工格栅的处治方案。     

德龙烟线盐渍土的特性分析

德龙烟线盐渍土是一种含氯盐、硫酸盐、碳酸盐等多种盐分的氯盐渍土,分布范围长,含盐量高,对路基土体的影响大,具有代表性的典型的盐渍土。通过对沿线盐渍土的特性综合分析,对区域内铁路、公路盐渍土路基采取切实可行的处理措施具有指导意义。     

海泡石纤维固化盐渍土的强度试验研究

盐渍土为细颗粒的特殊土,易使路基路面产生溶陷、膨胀和腐蚀等病害,充分利用盐渍土作为路基填料成为沿海地区道路工程建设中的重要问题之一.利用海泡石纤维对盐渍土进行固化试验研究,分析了固化材料掺量、养护龄期、盐渍土含盐量及含水率对固化盐渍土强度的影响,并利用扫描电镜试验对固化盐渍土的机理进行了初步探讨.试验结果表明:0.8％...     

稻壳灰纤维水泥改性盐渍土的力学性能研究与机理分析

为研究稻壳灰与聚丙烯纤维对使用水泥进行盐渍土加固方法的改良效果,制备水泥掺量为10%、纤维掺量为0.3%、纤维长度为12 mm、稻壳灰掺量为20%的稻壳灰纤维水泥加固盐渍土。对稻壳灰纤维水泥加固盐渍土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度、CBR等力学性能进行了系统的试验,同时基于XRD与化学式分析探究了稻壳灰在水泥加固盐渍土中的改良机理。结果表明掺入稻壳灰与聚丙烯纤维的水泥改性盐渍土的力学性能要优于水泥盐渍土,60 d的无侧限抗压强度提高了31.9%、劈裂抗拉强度提高了49.1%,CBR值提高了16.52,通过XRD和化学式分析认为稻壳灰的掺入抑制了导致水泥加固盐渍土强度下降的Friedel盐的生成,并降低使水泥加固盐渍土膨胀的钙矾石(AFT)和钙硅石(CaSiO₃)的浓度,生成了具有组成水泥骨架的水化硅酸钙,从而提高水泥土的力学性能。