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.     

滨海盐渍土的工程特性

对盐渍土的物理力学性质进行详细分析,分析了盐渍土物理力学参数随含盐量的变化规律。     

硫酸盐腐蚀对浅埋公路隧道安全性能的影响

针对受硫酸盐化学腐蚀后Ⅴ级围岩中埋深为10 m的隧道,运用同济曙光软件建立荷载-结构法拉压弹簧模型进行分析计算,计算表明:硫酸盐化学腐蚀可使隧道衬砌产生劣化,这一现象对病害处衬砌的力学性能影响较大,对无病害处衬砌的力学性能影响较小;无论是裂缝还是剥落病害,拱顶处病害比拱腰处病害对隧道安全性的影响大;起拱线处的剥落病害对隧道安全性的影响也不容忽视;隧道衬砌同样位置发生剥落病害或裂缝病害时,剥落比裂缝对隧道整体安全性的影响程度大.     

再生微粉改性盐渍土的共振柱试验研究

针对我国青海西部地区的盐渍土,通过GDS共振柱仪器研究土体在小应变(10^-4～10^-6)幅值下的围压和废弃混凝土再生微粉掺量对氯盐渍土剪切模量和阻尼比的影响规律。结果表明：剪切模量随着动剪应变的增加而减少,存在弹性阶段和弹塑性阶段的转折点;阻尼比随着剪应变的增加而增加,同时围压越大动剪切模量越大,阻尼比越小;再生微粉的加入不改变上述规律。废弃混凝土再生微粉加入后可起到固化土体作用,同等条件下可以增加动剪切模量和减小阻尼比,推荐使用质量分数为20%的再生微粉固化盐渍土。     

玉磨铁路早龄期混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

处于硫酸盐侵蚀环境中服役的铁路混凝土结构,混凝土内部因膨胀性物质生成导致内部开裂。实际施工混凝土养护龄期往往达不到28 d要求,早龄期阶段混凝土水泥水化不充分、内部孔隙较多,更易受到硫酸盐侵蚀,影响结构的耐久性。为探究现浇铁路混凝土结构在干湿循环和硫酸盐双重作用下的耐久性能,进行了宏观强度试验和微观SEM试验,建立硫酸盐环境下早龄期混凝土微观结构与宏观性能之间的联系。以玉磨铁路C35和C50配合比配制的试件作为研究对象,标准养护3 d和7 d后进行30,60,90,120,150,200,250和300次硫酸盐干湿循环侵蚀试验,通过比较混凝土抗压强度、抗压强度耐蚀系数、相对质量变化和微观结构,探究早龄期混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。研究结果表明：对于不同强度等级及养护时间的混凝土,钙矾石在其中起填充作用的时间长短不同,填充作用在C35混凝土中比在C50混凝土中长30个循环;养护时间越短,混凝土受侵蚀前期抗压强度及质量增加越多,但侵蚀后期劣化越严重,300次干湿循环后C50-3 d,C50-7 d,C35-3 d和C35-7 d抗压强度耐蚀系数分别为0.80,0.85,0.74和0.77;电...     

新疆公路盐渍土路基盐胀力的数值模拟分析

针对新疆盐渍土地区公路盐胀造成路面大面积纵向开裂的病害现状,提出盐渍土路基盐胀力的数值模拟方法,采用FLAC数值模拟软件,以S310线的病害为依托,模拟盐胀力的大小及其在路基中的传力特性。通过分析路基断面不同高度的水平应力分布规律,提出把公路路面的水平位移与盐胀力的比值作为盐渍土路基的水平盐胀率的概念。     

高分子材料固化盐渍土的三轴压缩试验研究

以南通地区氯盐渍土为研究对象，利用自主研制的丙烯酸酯共聚乳液(ZM)对其进行固化，研究了不同掺量、不同围压下固化盐渍土的不排水剪切特性、孔隙水压力变化特性和有效应力路径变化情况，以及排水剪切特性和体积应变变化规律，总结了固化盐渍土临界状态下的强度特性。研究结果表明：CU试验时，终值偏应力随着ZM掺量及围压的增大而逐渐增大，孔隙水压力由“负值”转变为“正值”,且ZM固化盐渍土的孔隙水压力明显小于素盐渍土；CD试验时，固化盐渍土终值偏应力也表现出随着围压的增加而增大的规律，固化盐渍土在低围压时先剪缩后剪胀，而在高围压时则完全表现为剪缩特性；ZM固化盐渍土与素盐渍土的临界状态线斜率一致，仅发生平行左移，反映出ZM固化盐渍土工程特性的改善主要体现在黏聚力上。     

硫酸盐渍土热-质迁移试验与耦合模型

为研究西部寒旱区盐渍土传热传质行为，首先，在无压补给条件下进行非饱和硫酸盐渍土的单向冻结试验；其次，考虑结晶潜热、结晶阻抗及结晶消耗等因素，建立非饱和硫酸盐渍土水-热-盐三场耦合模型；最后，采用COMSOL Multi-physics对耦合模型进行数值模拟，将模拟结果与试验数据进行对比分析.研究结果表明：盐渍土内温度随冻结时长呈三阶段发展，逐步形成上冷下暖的温度梯度；在温度梯度和基质吸力双重驱动下，水、盐向冻结锋位置迁移，冻结锋位置水、盐含量出现峰值，峰值含水率、含盐量相较初始值分别增加2.16%和0.28%；冻结锋沿冻结温度线移动，形成冻结锋面；土柱最大冻结深度约为15.5 cm.     

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。     

粗粒硫酸盐渍土区高速铁路水泥固化级配碎石变形特性

为了探究粗粒硫酸盐渍土区高速铁路路涵、桥梁等过渡段的水泥固化级配碎石在不同工况下的变形特征及其机理，基于固化路基填料的材料特点，采用0~2.5%含盐量的级配碎石，掺加不同种类及含量的水泥，开展常温下有(无)毛细水上升的变形特性试验；针对固化路基段的基床，开展基础冻融循环模拟试验，同时结合XRD试验分析变形机理；在试验的基础上，选取典型试验材料，开展冻融循环工况下的路基-构筑物模拟试验。试验结果表明:在无毛细水上升工况中，普通水泥配制的含盐级配碎石试样产生的变形可达5%特种水泥掺配试样变形的4.2倍；在有毛细水上升工况中，普通水泥配制试样产生的变形最高可达5%特种水泥掺配试样变形的33.0倍；在不同含盐量条件下，3%~5%特种水泥固化级配碎石对相应普通水泥工况产生变形(毛细水上升导致)的最低抑制率为60%~80%；在6次基础冻融循环条件下，添加普通硅酸盐水泥试样产生的最终变形是添加特种水泥试样最终变形的16.0倍；路基-构筑物冻融循环模拟试验中特种水泥固化级配碎石的最大膨胀变形率仅为0.2%；在粗粒硫酸盐渍土地区，虽然水泥固化路基填料可以减少路基其他变形，但是对于高速铁路等对变形控制要求较严格的工程，周围介质中的盐分因素较难避免，普通水泥无法满足盐渍土地区的路基工程需求，需要采取特种水泥固化等工程措施。