水盐含量对寒旱区黄土状盐渍土强度特性和渗透特性的影响

为探究含盐量和含水率对黄土状盐渍土力学特性的影响,本文通过人工配制不同含盐量的黄土状盐渍土进行室内三轴试验,分析了不同含盐量和含水率条件下的黄土状盐渍土抗剪强度参数和渗透系数的变化规律。结果表明：低含水率时,盐渍土的抗剪强度参数随含盐量的增大呈现出先增大后减小的趋势,在无水硫酸钠掺量为3.2%时,抗剪强度指标达到最低；高含水率下,盐渍土的抗剪强度参数随着含盐量的增大而减小；在含盐量一定的条件下,盐渍土的抗剪强度参数均随含水率的增大而减小,且含盐量越高,抗剪强度指标随含水率的变化越明显。另外,含盐量一定时,随着含水率的增大,盐渍土的渗透系数呈现明显增大趋势；在含水率一定的条件下,盐渍土的渗透系数随含盐量的增大而减小,且含水率越高,渗透系数随含盐量的变化越大。     

硫酸盐渍土定量增湿盐胀特性试验

为了分析硫酸盐渍土在定量增湿条件下的盐胀特性,设计制作了定量增湿盐胀试验装置,通过室内试验得到不同含盐量、不同干密度和不同上覆荷载条件下重塑硫酸盐渍土的定量增湿盐胀曲线。研究结果表明:含盐量越高增湿盐胀变形越大,盐渍土的剧烈盐胀含水量上限在11%~16%之间;干密度越大增湿盐胀越大,干密度每增加0.1g/cm3,总盐胀率增加1.1%~2.9%;上覆荷载越大盐胀越小,在0~25kPa范围内,上覆荷载每增加10kPa,土样盐胀率减小约3.6%,25~50kPa的上覆荷载将盐胀率抑制在2.1%左右。试验结果的综合分析表明:机场换填宜用细颗粒非盐渍土,慎用细颗粒弱盐渍土,建议换填深度取0.75~2m;依据土基工作含水量与剧烈盐胀含水量上限的对比,建议将盐渍土土基处理分成2类。     

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。     

硫酸盐渍土盐胀机理及抑制措施

本文讨论了硫酸盐渍土盐胀率随含水量、硫酸钠含量、初始干容重、温度和Cl-/SO42-五因素变化的规律.指出了含盐量、含水量、初始密度对盐胀影响程度不同且具有交互作用.通过分析Cl-/SO42-对硫酸盐渍土盐胀的抑制规律,介绍了灌注氯化钙抑制盐胀的方法,为硫酸盐渍土地区的公路路基处理提供参考.     

路用粗粒盐渍土盐胀特性

为了研究粗粒盐渍土在不同条件下的盐胀特性及其作为路基填料的适用性,采用均匀设计法组织试验,在不同含水量、含盐量(质量分数)、温度及上覆荷载条件下,进行了粗粒盐渍土盐胀特性的试验研究.试验结果表明:影响粗粒盐渍土盐胀变形特性的主要控制因素是含盐量和含水量;随着含盐量和含水量的增加,粗粒盐渍土盐胀量不断增大;上覆荷载对粗粒盐渍土的盐胀有很强的抑制作用;在降温过程中,粗粒盐渍土有可能出现体缩现象;粗粒盐渍土起胀含盐量约为0.2%,起胀温度区间为5 ℃～0 ℃,盐胀剧变温度区间为0 ℃～-5 ℃.     

超氯盐渍土的工程特性指标研究

以探讨超氯盐渍土的含盐量与工程特性指标间关系为目的,采用室内土工试验与数学分析相结合的方法,深入研究了含盐量对塑性指标、抗剪强度的影响以及盐渍土渗透系数与干重度、含水量之间的关系。研究发现：超氯盐渍土洗盐前后可塑必性变化幅度较大;抗剪强度随含盐量增加而增大;在干重度、含水量与渗透系数三者相互关系中存在界限水含量与界限干重度。所得结论对深入研究盐渍土的工程特性、指导盐田建设将有所裨益。     

冻融作用下氯盐渍土变形与强度特性试验研究

在"一带一路"倡议背景下,盐渍土的冻胀和融沉问题对南疆地区的交通建设及其长期稳定运行产生了不利影响,以喀什-阿图什铁路段盐渍土为研究对象,研究不同含盐量盐渍土在冻融循环作用下的压缩变形和直剪强度特性的变化规律。试验结果表明:相同的含盐量条件下,随着冻融循环次数的增加,试样压缩系数逐渐增大,压缩模量逐渐减小,黏聚力和内摩擦角整体上呈减小趋势;相同冻融次数条件下,随着含盐量的增加,试样压缩系数逐渐增大,压缩模量逐渐减小,黏聚力整体上呈先增后减趋势,摩擦角整体上呈减小趋势;但冻融过程的水分和盐分迁移对直剪试验结果即黏聚力和内摩擦角的演化规律有一定的影响。此研究结果可为南疆地区交通建设提供指导。     

硫酸钠盐渍土渗透特性研究

盐渍土内部水分渗流过程是影响区域生态环境演变、水资源利用以及工程施工、使用安全的重要因素.为预测饱和硫酸钠盐渍土渗透系数曲线,通过修正土水势模型推导了饱和盐渍土渗透系数计算模型,并通过渗透试验验证该计算模型的可靠性;此外,通过室内渗透试验研究了微纳米材料对盐渍土渗透性的影响.结果表明:渗透系数计算模型可较好反映饱和硫酸钠盐渍土渗透系数的变化规律,渗透系数随着含盐量的增加而减小,当含盐量大于2%后变化很小.硫酸钠盐渍土的渗透系数随着纳米二氧化硅的掺量增加而减小,随着纳米碳酸钙的掺量增加先减小后增大,随着相变材料的掺量增加先增大后减小并趋于稳定.     

基于冻融作用的固化硫酸盐渍土-混凝土界面力学行为

冻融作用下固化盐渍土强度发生劣化并影响土体与结构的相互作用。鉴于此，开展了不同固化剂对硫酸盐渍土力学特性的影响研究并得知石灰+硅灰双掺改良效果显著；在此基础上，探索了石灰-硅灰双掺固化剂、含盐量、冻融次数等因素对非饱和固化硫酸盐渍土-混凝土接触面力学性能的影响。结果表明， 石灰-硅灰固化硫酸盐渍土与混凝土界面内摩擦角随着冻融循环次数的增加先增大后减小再增大，黏聚力随着冻融次数的增加逐渐减小，接触面抗剪强度随着冻融次数的增加先增加后逐渐减小并趋于稳定；在相同的冻融次数下，接触面的内摩擦角及黏聚力均随着含盐量的增大先增大后减小，两者含盐量阈值分别为3%和2%。在本试验范围内，5%石灰+10%硅灰对含盐量为2%~3%的硫酸盐渍土改良效果较好；冻融前后，固化盐渍土-混凝土接触面剪应力-剪切位移曲线分为四个阶段：弹性变形阶段、强化阶段、软化阶段及流动阶段。     

硫酸盐渍土在单向升温时的室内融沉试验研究

硫酸盐渍土的融沉是造成地基二次破坏的主要原因。为了探究不同含盐量和含水率在单向升温条件下硫酸盐渍土的融沉规律,以宁夏地区硫酸盐渍土为研究对象开展室内融沉试验。结果表明：(1)硫酸盐渍土的融沉可根据环境温度的不同分为三个阶段：升温初期（-24℃~5℃）,融沉率增长较缓;升温中期（5℃~20℃）,融沉率增长速率显著;升温后期（20℃~24℃）,在含盐量较低时融沉率趋于稳定,含盐量较高时增长幅度渐缓;(2)含水率低于最优含水率时,2%含盐量土体在升温中期融沉率达到最大,而含水率高于最优含水率时,5%含盐量土体在升温后期融沉率达到最大;(3)含盐量较低（<2%）时,最大融沉率随含盐量增大而增大;含盐量较高（>2%）时,融沉率因含水率的高低呈现两种不同的变化趋势：含水率小于最优含水率的土体最大融沉率开始下降并趋向于稳定,而大于最优含水率的土体最大融沉率继续缓慢增加;(4)建立的最大融沉率预测模型与试验值有较好的拟合效果,可用于硫酸盐渍土融沉率的预测和评价。     

伊朗德伊高铁沿线高中溶盐粗颗粒盐渍土的渗透特性

为了探究高含量中溶盐粗颗粒盐渍土的渗透特性,依托伊朗德黑兰至伊斯法罕高速铁路项目,通过沿线盐渍土地基的现场浸水载荷试验与原位渗透试验,结合室内重塑盐渍土试验结果,对高含量中溶盐粗颗粒盐渍土的渗透特性进行研究分析。试验结果表明:中溶盐的含量对盐渍土渗透特性起着显著的影响,高含量中溶盐粗颗粒盐渍土的渗透溶滤变形主要由渗流场作用下石膏结晶颗粒遇水软化崩塌造成,与级配相似且中溶盐含量较低的盐渍土相比渗透系数均有大幅度降低;中溶盐含量越高,在荷载作用下渗透系数减小越明显;盐渍土粗颗粒所起的骨架作用越强烈,浸水过程中中溶盐含量对地基土的渗透特性的影响作用越不明显;对于不同颗粒粒径的盐渍土,在1%、3%、5%等不同中溶盐含量的范围内随着其含量的变化,渗透系数变化规律也不同;中溶盐含量超过一定范围时,呈现出中溶盐对盐渍土渗透性具有抑制作用的特征;中溶盐含量越低,易溶盐含量对其渗透性影响越显著。可见盐渍土颗粒粒径、中溶盐含量以及易溶盐含量对其渗透特性影响显著。     

石油污染对土壤渗透性的影响研究

 选择砂土和壤土2种土壤及柴油和原油2种油品类型,通过室内渗透试验研究了不同污染程度的油污土壤的渗透性能。试验结果表明,柴油污染清洁砂土后,可使砂土渗透系数降低64%左右;原油含量大于2%时,砂土的渗透系数降低了一个数量级;8%含油率的柴油污染壤土的渗透系数比清洁壤土降低了97%左右;壤土中原油含量为8%时,其渗透系数为5×10^-7cm/s左右,比同一干密度（1.57g/cm³）清洁壤土的渗透系数降低了两个数量级,含油量增大,其渗透性能更差。无论对于砂土还是壤土,原油引起的渗透系数的降低比柴油显著,主要是因为原油的粘滞系数大大高于柴油的粘滞系数。     

不同干密度压实黄土垂直积水入渗特性

为探究受干密度变化影响下的压实黄土垂直积水入渗特性,以延安黄土为例,利用自主研发的一套一维土柱垂直入渗试验装置,设置三组不同干密度压实土柱进行常水头积水入渗试验。结果表明：入渗率和湿润锋前进速率与压实黄土干密度存在负相关性,导致相同积水入渗时段,干密度越大,累积入渗量越少,湿润锋前进距离越短;干密度变化对入渗率影响主要体现在积水入渗前期,随时间推移影响程度逐渐减小;积水入渗试验中,同一深度相邻传感器响应时间间隔与压实黄土干密度存在正相关性,且干密度越大,土体增湿过程越相对缓慢;试验土体增湿过程中,渗透系数逐渐增大,介于10-9～10-4cm/s之间,当体积含水率在20%～30%时,渗透系数受干密度变化影响不明显,当体积含水率大于30%,干密度越大渗透系数越小;压实黄土增湿稳定时,体积含水率小于饱和态,渗透系数近似等于饱和渗透值。     

长春地区粉质黏土融沉性质及影响因素试验研究

粉质黏土是一种对温度极其敏感的土,在季节性冻土区通常会产生较大的融沉变形,给道路、铁路等建构筑物造成严重破坏。长春地区土层以粉质黏土最为普遍,由于纬度、海拔、气候等原因,这里的粉质黏土融沉性与其它地区的有所不同,其影响因素的影响程度也有所不同。本文以长春地区粉质黏土为研究对象,通过对原状土样进行融沉压缩试验、冻胀试验和导热系数试验,分析了融沉系数与各因素之间的关系,提出了融沉系数经验公式,并采用灰色关联理论分析了各影响因素对融沉系数的影响程度。结果表明：①融沉系数随含水率、超塑含水率增大而增大,随干密度、烧失量增大而减小,其中可塑性影响最大;②融沉性与冻胀性呈显著正相关,冻胀率和冻胀压力越大,融沉系数越大;③粉质黏土融沉系数随深度的增大而增大,最大值出现在9～12m区间内;④长春地区粉质黏土的最优干密度为1.625g/cm_³;⑤根据灰色关联分析结果,长春地区粉质黏土各影响因素对融沉性的影响顺序由大到小依次为塑性指数、干密度、含水率、超塑含水率、导热系数、冻胀率和冻胀压力。在实际工程中可采取控制最优干密度或调整级配的方法来提高地基土或回填土的密实性,研究结果可为长春地区进行公路、铁路、地铁深基坑、建筑基础施工等提供科学依据与理论参考。     

黏土固结过程中结合水对粘滞系数影响研究

渗透系数作为土的基本力学指标参数,是孔隙比和粘滞系数的函数,为了研究黏土中结合水对粘滞系数的影响,开展固结试验得到各级压力下的渗透系数与粘滞系数,并由高速离心机分离试验定量测得结合水量。结果表明固结压力增大,孔隙比减小,渗透系数随之减小,由渗透系数计算公式反算出动力粘滞系数,随固结压力增大而线性增大。压力较小时,结合水量变化较小;自由水减少到一定程度变为结合水排出为主。结合水排出会导致结合水膜厚度变薄,粘滞系数随结合水膜厚度减小而线性增大。所以,对于结合水含量较高的黏土,固结压缩过程中存在结合水排出现象,计算渗透系数时需考虑结合水膜变薄导致粘滞系数增大进而对渗透系数产生的影响。     

青海地表砂性氯盐渍土溶陷特性试验

为研究氯盐渍土的溶陷特性及其影响因素,以青海地区铁路沿线砂性氯盐渍土为依托,以初始含水率、氯盐含量、压实度及起始溶陷压力为四个主要影响因素,进行了室内正交试验。探究了以上四个影响因素对溶陷的影响程度;并通过三维曲面散点图对其进行拟合,定量分析了这四种影响因素对氯盐渍土的影响关系;论证了青海地区锡铁山到北霍布迅地区铁路沿线地表土在铁路路基中的适用性。试验结果表明:氯化钠含盐量对溶陷影响最大,初始含水率次之,起始浸水压力和压实度影响最小;得到了地表土溶陷系数随初始含水率、含盐量、压实度、浸水荷载和溶陷系数的Rational Talor关系式。当列车时速不超过250 km·h~(-1)时,地表土可用作铁路路基填料;当车速超过300 km·h~(-1)时,不可用作高速铁路路基填料。     

高速公路盐渍土地基溶陷特性离心模型试验

为了研究盐渍土地基的溶陷特点,采用室内模拟潜蚀溶陷变形的离心模型试验方法,在最佳含水率条件下,向典型天然盐渍土中添加不同含量的氯化钠盐,研究典型天然盐渍土和不同氯离子含量的盐渍土溶陷系数的特点,以及在相同氯离子含盐量条件下不同温度对于盐渍土溶陷系数的影响。试验结果表明:向典型天然盐渍土中添加氯离子的含量(质量分数)由3.48%增加到5.31%时,其对应的最大溶陷率分别为0.83%、1.65%;当氯离子含量增加到9.59%时,其对应的最大溶陷率达到1.58%,溶陷系数呈现先增大后减小的规律;温度对氯盐引起的盐渍土溶陷特性影响甚微;浓度与时间关系曲线、浓度与滤液关系曲线均符合幂函数。     

含建渣回填土渗透性能的现场注水试验研究

确定回填土的渗透性能对建筑物的抗浮设计极为重要。建渣成分复杂、极不均匀,回填土中混入建渣会改变其水力特性,渗透系数难以确定。在含建渣的回填土(黏土、砂卵石土)中根据其不同的建渣含量分别布置8个试验点位,利用改进的双环注水设备对含建渣回填土的渗透特性进行现场双环注水试验研究。测定了不同建渣含量时回填土的渗透系数,并分析回填土中混入建渣对其渗透性的影响。试验结果表明,建渣混合回填会显著增加回填土渗透性,且砂卵石土渗透系数受混入建渣的影响要大于黏土;回填土渗透系数与建渣含量之间存在正指数关系,并提出了一个简明的含建渣回填土渗透系数计算公式,为回填施工提供参考依据。