冻融作用下固化盐渍土的强度劣化及微观机理研究

为探讨固化硫酸盐渍土在冻融循环作用下的强度劣化机理,采用室内正交试验,考虑冻融循环周期、固化剂掺量、含盐量等影响因素,借助三轴试验、XRD衍射试验及电镜扫描试验。对粉煤灰、氯化钙固化硫酸盐渍土在不同冻融循环周期作用下的强度劣化指标及微观结构演化规律进行了研究。结果表明：(1)冻融循环作用对固化硫酸盐渍土强度劣化影响较大,且对黏聚力影响相较内摩擦角更显著。(2)衍射分析表明固化效果越好,固化剂反应物的低矮峰越多,同时电镜扫描分析也表明土体结构越紧密,强度更优。(3)在处理盐渍土地基时,从抑制盐胀及提高土体耐久性效果来看,单掺氯化钙优于单掺粉煤灰,且复掺优于单掺。不同含盐量的最佳配合比：含盐量为2%时,10%粉煤灰+4%氯化钙；含盐量为5%时,10%粉煤灰+6%氯化钙；含盐量为8%时,15%的粉煤灰+6%的氯化钙。固化后土体的强度指标劣化程度较低。本文从微观角度出发对冻融循环下硫酸盐渍土的强度劣化进行研究,旨在为长期冻融的硫酸盐渍土提出理论依据,以减少不必要的经济损失。     

盐渍土物理力学参数对含盐量变化的响应及其微观结构特征

为了研究含盐量变化对盐渍土物理力学参数及微观结构特征的影响，文中以青海东部地区发育的硫酸盐渍土为试验材料，采用去盐试验、扫描电镜和孔隙分形等方法，研究土体物理力学参数对含盐量变化的响应及微观结构的影响，并建立了盐渍土物理力学参数对含盐量变化的响应模型。结果表明：当土样含盐量在0.5%～4.0%时，随着硫酸盐含量的增加，盐渍土呈现最大干密度减小、最优含水率增大的响应特征，盐渍土的黏聚力和内摩擦角等主要力学参数均呈现减小的响应特征。硫酸盐含量的变化主要影响土体微观结构的分形维数(D_f),改变了土中片状孔隙和针状(柱状)孔隙的比例。当硫酸盐含量较高时，土体的孔隙结构复杂，片状孔隙占比高，不易压密；反之，土体孔隙结构简单，容易压密。研究结果可为进一步探讨含盐量变化对盐渍土物理力学参数的影响机制及地基处理提供数据参考。     

不同含盐量饱和盐渍土电阻率试验

为了研究饱和盐渍土电阻率特性从而应用电阻率反算土体含盐量,通过拟合公式,可以在已知或测量电阻率的情况下反算该土体的含盐量。判断土体主要含盐的种类,并且对不同含盐量氯盐渍土和硫酸盐渍土的电阻率进行了试验;通过数据拟合,得到饱和状态下氯盐和硫酸盐电阻率与含盐量变化的拟合公式,并对其电阻率进行比较,得出结论:在饱和状态下,在相同含盐量时氯盐渍土的电阻率大于硫酸盐渍土,氯盐渍土的电流变化率也大于硫酸盐渍土。     

温度变化对高速公路盐渍土地基变形的影响分析

为了解决西北盐渍土地区高速公路出现的季节性冻胀和沉陷等变形问题,通过对G215线柳园至敦煌高速公路地基进行温度、湿度的现场监测,分析地基土中的温湿度随时间的变化规律。在此基础上,开展室内不补水冻融循环试验,对氯盐渍土的变形特性进行分析研究。结果表明：全年监测期间,地基土的温度敏感深度为85 cm,25~85 cm深度内地基中的含水率较高。在室内冻融循环试验中,含盐量为0.71%的土样冻胀变形大于融沉变形,体积累加变形量最大;压实度为95%的土样体积增加率达到1.14%,较85%压实度土样大0.7%,压实度越大的土样其冻胀变形大于融沉变形,土样体积累加变形量与压实度大小具有相关性;含水率为19.32%的土样体积增加率为7.70%,较27.32%含水率土样大7.44%,含水率小的土样融沉变形小于冻胀变形,土样体积累加变形量与含水率大小呈负相关。该研究结果能为盐渍土地区高速公路的病害分析提供参考。     

兰州地铁沿线粉质黏土的冻胀融沉特性

针对兰州地铁建设过程中沿线典型土质之一——粉质黏土,考虑开放与密闭2种系统下的土体含水率、干密度、冷端温度及所受荷载等冻胀融沉影响因素,研究该土质在人工冻结条件下的冻胀融沉特性,分析在单因素条件下的冻胀率和融沉系数变化规律.试验结果表明:含水率对该土质冻胀率的变化具有较大的影响,且得出该土质含水率为24%时为对融沉系数的影响转折点;在封闭系统条件下,干密度对冻胀率和融沉系数的影响较小;随着干密度增大,融沉系数增长的幅度要大于冻胀率的增长率.在开放系统条件下冻胀率和融沉系数随着干密度的增大而减小;无论在开放还是封闭条件下,随着冷端温度升高,该土质的冻胀率都呈增长趋势;荷载小于150kPa时对该土体的冻胀率有较为显著的影响.     

基于生石灰和粉煤灰改良硫酸盐渍土强度特性

为得到硫酸盐渍土初始含水率、初始含盐量以及生石灰和粉煤灰掺量对改良后盐渍土强度特性的影响规律。以人工配制硫酸盐渍土为基础,用生石灰和粉煤灰作固化剂,以初始含水率、初始含盐量、生石灰和粉煤灰掺量为试验因素,经正交试验设计进行固化土的无侧限抗压强度试验,获得了7 d无侧限抗压强度值,并选取部分固化土试样进行三轴UU试验。试验结果表明：初始含盐量、生石灰和粉煤灰掺量是影响固化盐渍土无侧限抗压强度的主要因素,且前者影响更为显著;最优固化方案为：初始含水率17%、初始含盐量2%、生石灰和粉煤灰掺量6%＋18%,此时抗压强度为0.541 MPa。     

含盐量对固化硫酸盐渍土抗压强度的影响

对石灰粉煤灰固化不同含盐量硫酸盐渍土28 d试件进行无侧限抗压强度试验,探讨含盐量对石灰粉煤灰固化土抗压强度的影响。并采用界限含水率试验、X线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和物理吸附试验等方法研究石灰粉煤灰固化不同含盐量硫酸盐渍土的稠度特征、物相特征、化学成分和微观结构,分析含盐量对石灰粉煤灰固化硫酸盐渍土抗压强度影响的机理。研究结果表明:含盐量在0.3%~5.0%范围内,不同石灰粉煤灰固化硫酸盐渍土的强度随含盐量的增加先增大后减小,峰值强度对应的含盐量为1.8%;同一含盐量时,当含盐量低于2.8%时,固化土强度随石灰粉煤灰含量的增加先增大后减小,当含盐量高于2.8%时,固化土强度随石灰粉煤灰含量的增加而增大。     

淮南弱膨胀土冻胀融沉特性

采用自行研制的冻胀融沉试验系统,对淮南弱膨胀土进行不同含水率、冷端温度等条件下的室内冻胀和融沉试验。结果表明:土体冻胀率随含水率、冷端温度和干密度的升高而增大;而随着含盐率的增加,冻胀率呈现减小的趋势,冻胀率与时间关系的可用指数函数y=a(1-e~(-bt))描述。通过温度和水分变化规律可知,距离冷端越远,温度下降速率越慢,达到稳定状态的时间越长。土体冻结深度随温度降低而增加,且与温度场发展规律一致。由于冻结过程中的水分迁移,使冻结区的含水率普遍大于初始含水率,而未冻区含水率则小于初始含水率,在冻结缘附近含水率达到最大,水分在此处集聚形成分凝冰夹层。另外,融沉试验的结果说明了土体融沉量会随含水率升高和温度降低而增大,由各级荷载下的融沉量确定融沉系数和体积压缩系数,为冻土沉降计算提供参数。     

硫酸盐渍土变形特性试验研究

盐渍土作为一类特殊的工程地质体,其变形特性受环境的影响繁多而复杂。通过郑徐高铁兰考段硫酸盐渍土的室内变水头渗透试验及标准固结试验,研究了不同含盐量的硫酸盐渍土渗透系数与压缩系数在不同含盐量下的变化规律。研究结果表明:在同一含水量条件下,硫酸盐渍土渗透系数随含盐量增加而减小;在干容重为1.75 g/cm3,含盐量为5%条件下,渗透系数KT∈(4.84~8.44)×10-5cm/s;在同一含盐量条件下,不同含水量的硫酸盐渍土渗透系数几乎不变;在干容重为1.75 g/cm3,含水量为21%条件下,试样的压缩系数a1-2∈0.21~0.60 MPa-1,且随含盐量的增加先减小,在含盐量5%处取得最小值后又略微增加。为郑徐铁路路基的设计及施工提供了可靠的技术参数。     

人工冻土融沉特性试验研究

为促进人工冻结技术在城市地下工程中的推广应用,利用自制的冻胀融沉试验装置,对南京地区典型土质进行了融沉特性室内试验.结果表明:并非所有含水土体都产生融沉.只有当土体含水率超过起始融沉含水率后才会融沉.土体融沉系数随含水率增大而增大.且淤泥质黏土、粉质黏土融沉系数随含水率增大而分段线性增大.对于非饱和土,融沉系数与干密度变化规律中存在一个临界干密度,临界千密度对应土体最小的融沉系敷.开敞型冻融时,融沉系数随温度升高而增大,封闭型冻融时,融沉系数随温度升高而减小.粉砂相对于淤泥质黏土和粉质黏土属于非冻胀融沉敏感土.     

土壤侵蚀退化对我国黄土高原土地资源的严重威胁

介绍了土壤退化的概念,总结了土壤退化的种类、原因和土壤(地)退化的后果;分析了我国土壤（地)资源的现状与存在问题以及土壤退化的状况,指出了黄土高原土壤侵蚀中山西高原被侵蚀的严重性。     

珍惜和保护土壤资源:我们义不容辞的责任

 土壤是人类赖以生存的最珍贵的自然资源之一,但随着社会的发展,土壤污染日趋严重,土壤及土壤环境问题已成为世界共识。为了更好地增强人们保护土壤的意识,本文综述土壤的概念、作用、特点、当前中国土壤类型、当前土壤为什么会“不清洁”、土壤污染现状及该如何保护土壤资源等,以期为合理利用和有效保护土壤提供理论支持。     

泥质海岸防护林对滩涂土壤盐分的影响及机制

研究了苏北沿海防护林主要树种刺槐（ＲｏｂｉｎｉａｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａＬ．）和水杉（ＭｔｅａｓｅｑｕｏｉａｇｌｙｐｔｏｓｔｒｏｂｏｉｄｅｓＨｕｅｔＣｈｅｎｇ）不同龄级林分对林下土壤盐分的影响及影响机制。结果表明,海防林能通过抑制土壤蒸发、促进土壤渗透及林分自身的物质循环等途径,减少土壤库中的盐分输入,增加土壤库中的盐分输出,从而有效地降低土壤含盐量。     

中国海涂土壤系统分类探讨

根据海涂土壤的剖面形态和理化性质,并参照国内外土壤的最新分类成果,拟出海涂土壤的系列诊断层和诊断特性,利用这些诊断层和诊断特性对我国海涂土壤进行了定量化系统分类尝试。     

藻类对土壤肥力的影响

通过完全蔽光和正常光照两个对照实验组，研究了光照、植物和藻类3个因子对土壤有机质、有效灰、微生物的影响，由极差分析知，混合藻对有效磷的变化和微生物数量的提高起主导作用。作者认为在80d内，混合藻类是藻类数量和有机质变化的主要原因；80d后，光照起主要的作用，在各处理组中，混合藻和光照的作用都强于植物的作用。土壤藻类对土壤肥力有明显的影响，与高等植物共同作用，对土壤肥力的提高效果明显。     

中国表层土壤汞和硒分布空间异质性的因素分析

在大尺度(中国)范围内,季风和降水等因素可能对土壤中挥发性元素汞和硒的含量具有显著影响,但影响表层土壤中汞和硒差异的关键因子及其贡献率仍未知.分析了干、湿沉降,微生物挥发作用对土壤中汞和硒积累的贡献,结果显示表层土壤汞和硒的积累是一个动态的过程.在全国尺度上,湿沉降对表层土壤中硒的贡献率达到91.5％,对汞的贡献率为4...     

利用土壤微藻改良贫瘠土壤的研究

将自然条件下肥沃土壤中的微藻接种到贫瘠土壤中，分别在黑暗和光照条件下进行培养，结果显示：黑暗条件下的微藻在30d内进入休眠状态或死亡；在光照条件下，微藻的数量在第30d以后迅速增殖，随着藻类的生长，土壤pH值也发生了一定变化，且藻类数量的变化与土壤有机质和土壤有效磷的变化至极显著相关，说明土壤微藻能改善贫瘠土壤的微生态环境和提高土壤肥力，上述结果可为藻类用于农业生产和沙漠治理等提供理论依据．     

福建旱地土壤水肥状况及其影响因素分析

分析了福建省旱地土壤的水肥状况,认为土壤存在着退化现象,其主要表现是土壤水分性质不良和土壤养分亏缺,分析数据表明,这区旱地土壤潜在肥力较低,有机质含量差异较大,大部分土壤氮,磷,钾养分供供应不足,土壤贮水库容小,尤其是土壤有效水库容有限,供水能力差,这容易导致和进一步加剧该区干湿分明的亚热带季风气候造成的夏秋季节干旱,在此基础上,进一步探讨了影响土壤水肥状况的原因和因素。     

青藏高原高寒草甸土壤物理性质及碳组分 对增温和降水改变的响应

自2011年起,在青藏高原高寒草甸实施人工模拟增温和降水改变实验,2013年7月采集实验区土壤样品,监测土壤物理特性(土壤粒径和pH值)以及碳组分(全碳、有机碳、可提取有机碳、微生物生物量碳)的变化,得到如下结果。1)增温显著改变0~20 cm土壤温度和含水量,增水和减水显著提高和降低0~20 cm土壤含水量,但不影响土壤温度。2)在0~10 cm土层深度,增温显著降低土壤微生物生物量碳;增水降低土壤可提取有机碳含量,增加土壤微生物生物量碳;减水显著增加土壤黏粒比例和可提取有机碳含量,降低土壤砂粒比例和微生物生物量碳。在10~20 cm土层深度,增水显著降低土壤可提取有机碳含量。3)增温和降水改变对土壤测定指标的影响不存在交互作用。4)主成分分析结果表明,土壤总体格局发生趋同主要是因为降水改变,而不是增温。结果表明,在未来青藏高原高寒草甸降水持续增加的情景下,土壤黏粒比例和可提取有机碳含量的降低可能会进一步对高寒地区的植物生产力以及微生物群落产生重要影响。     

紫色土丘陵区典型林地土壤温室气体释放研究

采用动态-密闭气室法(LI-6400-09)对紫色土丘陵区三种典型林地土壤温室气体释放进行连续测定.结果表明,温度是影响土壤呼吸的关键因子,各林地土壤呼吸速率与土壤温度呈正相关,都随温度呈指数增长.在温度较低的冬春季,土壤湿度对土壤呼吸的影响不明显,温度较高的夏季土壤湿度与林地(桤树,柏树)土壤呼吸速率呈显著性抛物线相关(p＜0.05);三种林地中,针叶林柏树林地土壤呼吸与土壤湿度相关性最好,当土壤含水量＜25%时,随着湿度的增加,土壤呼吸速率逐渐增大,之后随着湿度的增大,土壤呼吸速率逐渐减小.各季节的日变化规律表现不一致,冬春两季各林地土壤呼吸都和土壤温度的日变化趋势保持一致,表现为先升后减的趋势;夏秋两季,因为较高的土壤温度和表层土壤相对湿度的剧烈波动,各林地土壤呼吸日变化呈现不规则波动.