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。     

大温差荒漠区路面拱胀及路基盐分迁移规律研究

为了探究大温差荒漠区路面拱胀与路基内部可溶性盐分毛细迁移作用之间的关系,从而进一步确定路面拱胀病害成因,首先对新疆南部地区拱胀病害典型路段进行了实地调查,通过现场开挖探坑、填料取样试验检测病害路段基层及路基内部盐的种类与含量。然后结合室内模拟试验,深入研究温度梯度和盐分梯度作用下路基填料内部水-盐迁移规律及含水量、颗粒级配、压实度等关键因素对水-盐迁移的影响,得到了各关键因素作用下水-盐迁移特点,并据此提出了阻隔路基内部水-盐迁移的方法。结果表明:拱胀病害产生原因与路基硫酸盐含量过高及道路结构层内部水-盐迁移有关;温度梯度变化对水分盐分重分布影响显著,在土基内部形成明显的“水盐补给过渡区”,而盐分梯度对水盐迁移的影响仅有温度梯度的17. 3%;初始含水量及土质类别对表层最终含盐量及含水量的迁移影响显著;初始含水量越大盐分迁移越明显,在表层集聚的含盐量越高;土体颗粒越细,水-盐迁移速度越快,盐分表聚现象越明显;压实度每增加1%,含水率减少0. 2%左右,含盐量降低约0. 06%;可选取风积沙阻隔路基内部水-盐迁移,厚度宜为40～50 cm,位置在路堤顶面以下30～50 cm。     

奎克高速公路路基盐渍土盐胀特征试验分析

通过对新疆奎屯至克拉玛依高速公路路基盐渍土在开放系统中进行反复冻融循环条件下的盐胀特征试验研究,在不同含水率条件下研究了奎克高速公路路基盐渍土的盐胀规律。试验结果表明:路基盐渍土在冻融循环过程中的盐胀过程可被分为3个阶段;路基盐渍土盐胀量随着含水率的增大而增大,在最佳含水率时为最大值;随着冻融循环次数的增加,盐胀量增长速度逐渐降低;粗颗粒盐渍土在多次冻融循环条件下的盐胀量累加性较为显著。     

路基水盐迁移及其对路用性能的弱化影响研究

针对盐渍土地区的高速公路填料，采用自制冻融循环试验装置进行了冻融循环作用下砾类土路基水盐迁移试验，结果表明:距路基顶面20 cm以下的中上部土层为主要的“聚盐层”，此高度范围主要发生盐分迁移和“水去盐留”的蒸发聚盐过程。分析了细粒含量对砾类土路基冻融循环冻胀变形量和压实度衰减率的影响，细粒含量越高，路基冻融变形量越大，压实度衰减率越大。土样经过冻融循环后，其回弹模量和CBR显著降低，冻融循环引起的路基次生盐渍化导致其路用性能的弱化。从减少毛细水和盐分迁移、减缓路基压实度衰减和冻胀角度出发，季节性大温差极端环境下强盐渍土地区砾类土路基填料应将细粒含量控制在10%以下。     

基于均匀设计的砾类硫酸盐渍土盐胀特性试验研究

为了深入研究盐渍土地区粗颗粒盐渍土的工程特性及其作为路基填料的可用性指标,从盐胀的主要控制因素土、水、盐、温、力5个方面,采用均匀设计方法,通过一系列的室内单次降温盐胀试验,研究了砾类硫酸盐渍土的盐胀特性及其盐胀规律。试验结果表明,影响砾类硫酸盐渍土盐胀量大小的主要控制因素是含盐量、含水率及其初始干容重,且这3个因素互为联系彼此影响,上覆附加荷载对盐胀量大小的增长具有很强的抑制作用;粗颗粒盐渍土盐胀增长活跃温度区间主要为-5-5℃,其活跃温度区间主要控制因素是含水率;如果土样初始干客重较低,盐胀过程中土体会发生体缩现象。     

冻融循环下砾类土路基工程特性试验研究

为研究在冻融循环条件下，强盐渍土地区砾类土路基水盐迁移规律及其对路基路用性能的影响，以察格高速公路工程为依托，采用自制冻融循环试验装置，对砾类土路基进行模拟试验。结果表明:砾类土试样经设定的冻融循环后，其含水率由路基底层向上呈“由大到小”分布，且不同的循环周期规律相同。盐分在冻融循环作用下向路基上部迁移，盐分迁移量随冻融循环周期的增加而增加。高度在10~40 cm范围内主要发生盐分迁移，高度在40~70 cm范围内主要发生盐分迁移，并出现“水去盐留”的蒸发聚盐过程。砾类土试样经冻融循环后，其回弹模量和CB     

干旱地区某盐渍土路基变形特性试验研究

为得到某既有盐渍土路基变形特性,选取典型路段路基填料,开展室内盐胀试验及室内溶陷试验,在以上试验的基础上选取既有路基特定标段路基填料开展室内冻融循环试验.分别得到典型路基填料的盐胀性能、溶陷系数以及在冻融循环过程中的路基变形特性,验证了适用于盐渍土地区的路堤结构及构筑新方法的合理性,可为类似的工程问题提供借鉴.     

盐渍土的毛细管水上升高度研究

盐渍土在全国各地均有分布,但主要分布在新疆地区。盐渍土发生盐胀,能使路基失稳,路面损坏,直接影响着道路交通的正常使用和使用寿命,其危害极大。盐胀的发生主要是水的作用,也是毛细管水的上升所引起的。根据不同的含盐量,研究毛细管水上升高度的规律性,为治理盐胀、合理确定路基高度、隔断盐分上升的方案选择等具有重要的应用价值。     

保温材料在硫酸盐环境中的长期性能研究

硫酸盐渍土路基随气温变化产生盐胀导致道路破坏,是目前急需解决的问题。从影响盐渍土盐胀的因素之一的温度入手,针对EPS和PU两种保温材料,通过室内试验,研究了硫酸钠溶液浓度、冻融循环次数对其体积吸水率、抗压强度、导热系数等参数的影响,为两种材料在硫酸盐渍土路基中的应用提供参考和依据。     

路基水盐迁移特性及对路基路用性能影响的试验研究

为了探明公路路基水盐迁移特性及对路基路用性能的影响,依托青海察(尔汗盐湖)格(尔木)高速公路察尔汗盐湖区段路基工程,以察尔汗盐湖区段沿线的含砂低液限粉土、粉土质砂、砾类土为研究对象,开展毛细势作用下非饱和土路基水盐迁移及路用性能室内试验研究,揭示在毛细势作用下强盐渍土地区公路路基水盐迁移规律,明确不同填料路基毛细水的上升高度与盐渍化程度,以及次生盐渍化对路基路用性能的影响。研究结果表明:含砂低液限粉土(非盐渍土)、含砂低液限粉土(弱盐渍土)与砾类土路堤毛细水最大上升高度分别为85、75和55 cm,有害毛细水上升高度分别为60、40和45 cm,次生盐渍化高度分别为50、30和45 cm;随含盐量的增加,粉土填料CBR值整体上呈减小趋势,而砾类土路堤填料CBR值呈现出先增大后减小的趋势,验证了水盐迁移造成粉土和砾类土路基路用性能的降低,但次生盐渍化对粉土路基路用性能的影响更甚。     

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.     

强、过盐渍土地区高速公路路基阻盐技术研究

依托察尔汗至格尔木高速公路工程试验段，分析总结了盐渍土地区盐分在路基中的迁移方式以及影响盐分迁移的因素。从隔断层铺筑、路基填料的控制、护坡道和排碱沟设置方面，研究了察尔汗盐湖区高速公路路基阻盐技术。现场阻盐效果检测结果表明:水、盐在砾类土路基内部迁移高度为50 cm，次生盐渍化临界高度为45 cm，未发现路基由于次生盐渍化引起的沉陷和不均匀沉降等病害；公路投入运营以来，经历过两个雨季和两个冻融期，路基和地基整体沉降量3个月为0～2 mm，采用的阻盐技术处治效果良好。     

甘肃金永高速公路粗粒盐渍土试验研究

为研究粗粒盐渍土作为路基填料的适用性,同时也为类似盐渍土地区公路路基的设计和施工提供数据参考,对取自甘肃省金永高速公路二标的路基料和底基层料进行室内试验研究。本试验包括筛分试验、击实试验、化学分析试验和模拟季节交替变化的大型冻融循环试验。通过室内试验,得出该地区路基料和底基层料都为砾类土,属于硫酸盐渍土;七次冻融循环后路基料土样的盐胀率为0．14％,底基层料土样的盐胀率为0．19％。     

盐渍土路基病害特征分析

为研究盐渍土路基的病害特征,首先对影响盐渍土工程性质的盐胀性、溶陷性和腐蚀性进行了分析,结合依托工程系统研究了盐渍土路基病害特征表现形式,并对盐渍土路基相关标准规范进行了系统分析。研究结果表明:盐胀性、溶陷性和腐蚀性是引起盐渍土路基病害的主要原因,盐渍土工程性质受季节性、温度、湿度影响较大;路面纵向裂缝在温度相对较低的冬季逐渐扩大,气温升高后裂缝的宽度减小,部分裂缝可以达到愈合的程度;路面波浪形起伏使得路面平整度变差,影响道路的使用性能。     

隔断层厚度对盐渍土路基边坡稳定性的影响研究

我国现阶段的公路建设里程不断增长,相较于常规平原地区,高寒区公路建设要克服盐渍土路基带来的各类不良影响。高寒地区常见的盐渍土体中富含盐分,容易出现盐分迁移和结晶的现象,从而导致路基边坡稳定状态发生变化。现有工程施工方案中常设置隔断层,但目前关于隔断层厚度对路基边坡稳定性产生影响方面的研究仍较为薄弱。通过设计多种厚度的级配砾石隔断层,利用有限元模拟软件,可模拟并对比各厚度级配砾石隔断层对路基边坡稳定性的影响结果。研究成果显示,相较于无级配砾石隔断层的盐渍土路基,设置隔断层的路基边坡稳定性有所降低,并随着隔断层厚度的增加下降;当级配砾石隔断层的厚度设置超过30cm后,模拟路基边坡的危险滑动面位置触及坡脚隔断层处,随后其厚度继续变大并不会对危险滑动面产生明显影响。     

新疆阿拉山口地区盐渍土盐胀与溶陷特性研究

以阿拉山口市—温泉县—G30公路建设项目为依托,通过控制变量法研究冻融循环次数、含盐率、含水率及荷载对盐渍土盐胀和融陷变形量的影响情况。试验结果表明:在进行盐胀试验时,盐胀性随着盐渍土含水率的增加逐渐增大;随着含盐率的增加,盐渍土盐胀特性也更明显;随着温度的降低,盐渍土盐胀量也逐渐增大,但当含盐率和含水率到达一定程度后,盐胀量则不会随着温度下降而增大;在进行溶陷试验时,在不考虑含盐量的情况下,各组土体均随着含水率增高而沉降量越大;在荷载相同的情况下,含盐量越大,沉降量越大;随着压力的增加,盐渍土仍会发生较大沉降。     

格尔木地区盐渍土工程特性及地基处理方法研究

为了深入研究1#聚热塔所处地基盐渍土的工程特性,对该处盐渍土分别进行了工程性质试验、冻融循环盐胀性试验、室内溶陷试验及现场溶陷试验。试验表明,一定荷载的存在能够抑制盐渍土盐胀,当荷载为50 k Pa时,盐胀基本消失,盐胀活跃区间集中在-10℃~0℃;地基3 m~6.2 m深度处盐渍土含盐量大,浸水变形很大,未经处理不可直接作为建筑物地基;根据此处盐渍土的工程特性,采用浸水预溶法对地基土进行处理。     

硫酸盐渍土地区公路盐胀影响因素及防治措施

介绍硫酸盐渍土地区公路路基盐胀的机理、危害,对引起公路路基盐胀的主要因素作了分析,并提出防治原则及防治措施。     

盐渍土路基设计

盐渍土病害主要有盐胀、溶陷及翻浆等,严重影响路基整体稳定性.结合新疆大奇高速公路的勘察设计,分析了盐渍土对路基的危害,并介绍了盐渍土地基与路基的处治和设计.     

含氯化钠硫酸盐渍土在单向降温时水分和盐分纤移规律…

在降温过程中，盐渍土中水分向冷端迁移，易溶盐变随之向土体冷端迁移；土壤溶液中的硫酸钠呈水合芒硝析出，因而使土体盐胀。盐分的迁移量受含水量、含盐量、初始干密度和上覆荷载的综合影响，硫酸盐向上迁移量大的试样，盐胀时也大。