南疆盐渍土路基盐-冻胀变形综合防治技术研究

盐渍土盐-冻胀变形对新疆南疆地区的道路路基造成了不同程度的破坏,尤其对南疆新建城市阿拉尔市和图木舒克市的城市道路造成了严重的变形破坏。根据南疆盐渍土工程性质及盐-冻胀变形试验研究结果,作者总结提出了"一个加强、两个严格、三个注重"的盐渍土路基盐-冻胀变形综合防治原则和"五步骤"综合防治技术与工程措施,在南疆阿拉尔市胜利大道的改建工程中得到了应用,初期防治效果较明显,其最终防治效果需通过今后三年在道路的使用期间对路面变形的监控量测结果来进行评价。

天然盐渍土冷端阶梯式持续降温盐-冻胀及水盐迁移试验研究

为研究罗布泊地区天然盐渍土中盐-冻胀规律和盐胀机制,选取罗布泊含砂低液限粉土在自动化大尺寸可控温度循环仪中冷端阶梯式持续降温,进行盐-冻胀试验。结果表明,该土为含砂低液限粉土,在土体温度为5-0℃时,发生明显土体膨胀,此温度区间为该土类盐胀起胀温度区;冷端持续降温过程土体膨胀变形可分为3个阶段,第一阶段为盐胀起胀阶段,第二阶段为盐胀增长阶段,第三阶段为盐-冻胀共同增长阶段;水分与盐分从暖端向冷端迁移,其中氯离子与水分迁移具有一定共性,而硫酸根离子与二者不同。

阿拉尔盐渍土路基盐-冻胀破坏机理的研究

新疆阿拉尔市每年冬春季节其沥青混凝土道路出现不同程度的盐-冻胀变形破坏现象。通过对虹桥路向北延伸段试验路段路面破坏最为严重的两处不同深度路基填筑层现场取土样分析,得出路基填筑层内的水泥土稳定基层因盐胀冻胀产生疏松破碎变形是导致阿拉尔市沥青混凝土道路季节性破坏的主要因素;通过对试验路段盐分、温度、路面竖向变形、地下水位及秋冬季水分变化分析,得知水稳层的破坏变形是其结构层内盐分、温度、水分共同作用的,因此对于该地区新建改建的道路要做好控温限盐防水的措施。

阿拉尔市区道路盐-冻胀变形破坏机理与成因分析

阿拉尔市地处季节性冻土灾害区和严重盐胀灾害区。城市道路在建成后就遭受了严重的盐-冻胀变形破坏。本文通过对严重变形破坏路段的路基进行变形分析试验,结果表明:阿拉尔市区道路的变形类型属于盐胀-冻胀变形。其道路破坏经历了两个过程:初期是路基结构层中含量超标的硫酸盐使水泥土稳定基层发生化学膨胀破坏,其它结构层产生轻微的盐胀变形,使路面出现较小的裂缝变形;第二个过程是在盐胀变形持续的情况下,因外部水分入渗路基,冬季低温造成的冻胀变形,是路面破坏的主要因素。市区道路严重的变形破坏是多次季节性盐-冻胀变形产生的残余变形量累积的结果。要解决阿拉尔市区道路盐-冻胀变形破坏问题,需要在控制路基盐分、含盐量的基础上,必须要考虑地表水及地下水对路基盐-冻胀的影响。

亚硫酸盐渍土各冻融周期盐-冻胀规律试验研究

为研究罗布泊地区天然亚硫酸盐渍土盐-冻胀各冻融循环周期内的变化规律及影响因素,采用控制初始含水率和干密度的方法进行冻融循环试验。试验结果表明:亚硫酸盐渍土各周期的盐-冻胀率为先增后减的二次函数状,在冻融循环作用下盐溶液浓度降低,土体内部结构达到临界点,4周期后各周期的盐-冻胀率开始降低;前4周期的盐-冻胀率呈先减速后加速,且随含水率的增大表现明显,土体结构性损伤是盐-冻胀增长加速的主要原因;随初始干密度的增大,盐-冻胀作用在改变土体的孔隙和结构时所需的能量增加,试验中各周期的盐-冻胀率表现出波动性的变化。研究结果表明:亚硫酸盐渍土各冻融周期的盐-冻胀率与土体在各周期所呈现的结构状态有密切关系。

不同压力条件下艾丁湖地区天然盐渍土盐-冻胀研究

为研究艾丁湖地区天然盐渍土在不同压力和含水率下的盐-冻胀规律,选取艾丁湖地区低液限粉土为研究对象,运用室内小尺寸实验装置进行试验。结果表明:在不同压力下,盐-冻胀规律基本相似;压力对盐渍土的盐-冻胀影响很大,随着上覆压力的逐渐增大,盐-冻胀量逐渐减小。盐-冻胀率在一定范围内随含水率的增大而增大,当含水率为最优含水率时,盐-冻胀率达到最大值。

水盐运移对硫酸盐渍土盐-冻胀规律的影响

为研究水盐运移情况下硫酸盐渍土盐-冻胀规律,采用室内土柱冻融试验,利用teros-12传感器及位移计测定冻融循环过程中土体含水率、电导率、温度和位移的变化,分析了水盐运移规律及其对土体盐-冻胀变形的影响。试验结果表明:在自上而下的冻结方式中,土体底部水分向冻结锋面移动,带动盐分向上聚积,同时土体体积含水率和电导率随温度的升降循环存在明显“滞回”现象。冻结阶段土体发生膨胀,竖向变形可分为3个阶段:①调整阶段,由生成芒硝引起;②快速变形阶段,由生成芒硝与冰晶共同作用所致;③缓慢变形阶段,由生成少量冰晶所致。融化阶段土体竖向变形以一定融陷速率发生快速融沉。含硫酸钠盐渍土冻融循环过程中,竖向变形随时间的变化关系呈现“桃尖型”趋势,且每次冻融土体竖向变形速率基本一致。随冻融次数的增加,盐-冻胀率也不断增加。土体含盐量越高对土体竖向变形的影响越显著。本研究可为揭示含硫酸盐渍土盐分和水分随温度变化的“滞回”现象以及水-盐-热-力耦合模型的建立提供数据支撑。

多因素耦合下天然亚硫酸盐渍土盐-冻胀特性试验

采用控制变量法,通过多次冻融循环试验模拟自然环境的变化,研究多因素耦合下艾丁湖地区天然亚硫酸盐渍土的盐-冻胀规律,得出细粒亚硫酸盐渍土盐-冻胀率与变量之间的交互回归方程.根据研究结果,得出以下结论:①当亚硫酸盐渍土体处于最优含水率状态时,其盐-冻胀作用最强烈,气相孔隙和水盐运移、聚集能力决定了盐-冻胀的作用效果;②随着冻融循环次数的增加,荷载对盐-冻胀的抑制能力先减弱后增强最后逐渐趋于稳定,50kPa的上覆荷载即可减少约60%的盐-冻胀量.③含水率和上覆荷载是影响盐-冻胀作用的主要因素,同时含水率和荷载的交互作用会影响土体盐-冻胀的发展,控制含水率、增加上覆荷载,可以有效抑制天然亚硫酸盐渍土的盐-冻胀作用.

硫酸(亚硫酸)盐渍土盐-冻胀变形预报模型及与原位观测对比研究

利用天山北麓水磨河流域细土平原区硫酸(亚硫酸)盐渍土无荷载和有荷载条件下多次冻融盐-冻胀变形试验研究成果,采用单向分层总和法和积分法建立了硫酸(亚硫酸)盐渍土盐-冻胀变形预报模型,并利用原位观测分析验证模型的可靠性,提出了建立地温观测体系和建立盐-冻胀变形试验标准的建议。

盐渍土路基盐-冻胀变形影响因素及其防治技术分析

针对公路路基受盐渍土影响大的问题,结合新疆公路实际在对已造成盐渍土变形破坏公路调查基础上,分析对盐渍土路基盐-冻胀变形影响的主要因素,即气候环境、工程地质、盐渍土类型、盐分迁移方式,提出"5步骤"防治措施-控制路基填料含盐量、隔断水分和盐分运移、加强路基结构层、做好路基防排水、种植耐盐植物和降水固盐,提出具体应用方法。

基土盐-冻胀特性研究

为探究水利工程中河道基土盐-冻胀现象发生机理,在前人研究的成果基础上,着重分析干密度、Na_2SO_4比例、湿度与基土盐-冻胀变形的关系。为了达到实际应用效果,采用线性相关分析法,分别固定其中的两个条件设计试验样本,应用对比思想设计试验方案。依据试验结果,做出可视化的图像对比分析,依次得到干密度、Na_2SO_4比例、湿度与基土盐-冻胀变形变化曲线。力求借助三者与基土盐-冻胀的影响关系指导实践,降低、避免其冻胀现象发生。

天然硫酸盐渍土盐-冻胀性试验研究

以天然硫酸盐渍土为研究对象,对天然硫酸盐渍土进行了室内研究,试验在冻融循环条件下进行,试验结果显示,天然硫酸盐渍土的盐-冻胀量随着冻融循环次数及含水率的增加而增大;相同含水率时,盐-冻胀量随干密度的增加盐-冻胀率相差并不大,含水率更能影响土样的盐-冻胀性;硫酸盐渍土在第3次冻融循环时表现出最大的盐-冻胀增量。

罗布泊天然亚硫酸盐渍土盐-冻胀试验研究

文中以罗布泊天然亚硫酸盐渍土为试验用土,通过室内常规土工试验及反复冻融循环周期性试验,得到亚硫酸盐渍土在含水率和密实度一定的情况下,在不同的冻融周期内盐渍土的冻胀数据。将试验数据绘制成累加曲线图,分析天然亚硫酸盐渍土随温度的变化、冻胀量的大小,以及冻胀量的累加情况,为保障工程运行安全和盐渍土化程度高的地区项目施工、设计提供理论指导依据。

逐级降温工况下道基含盐砾质土盐-冻胀特性

为探明多因素影响下道基含硫酸盐砾质混合料的盐-冻胀变形特性及特征温度,基于天然级配、剔除大于60 mm粒径颗粒级配及添加5%含量(质量分数)细颗粒级配3种试样,分别开展3种含水率、7种不同含盐量条件下的盐-冻胀试验及冻结温度测定试验,结合PFC3D数值模拟,探究颗粒级配、含水率、含盐量对道基含硫酸盐砾质混合料的盐-冻胀变形规律及冻结温度特性的影响,并揭示其作用机理。研究结果表明:含硫酸盐砾质混合料的冻结温度主要受土体含盐量、含水率所对应的等效硫酸钠质量分数的影响;由于受试验降温方式及试样低含水率、低含盐量的综合影响,试验中未能监测到土试样的过冷温度;道基含硫酸盐砾质混合料的宏观盐胀温度低于冻结温度,添加5%含量细粒土试样的冻结温度略低于其他2种试样,3种试样的冻结温度为-1.58℃~0℃;试验土体的盐-冻胀变形率整体随含盐量、含水率的升高而增大,仅剔除大于60 mm粒径颗粒级配的盐-冻胀变形率与天然级配整体相差不大,而添加5%含量细颗粒使土体的盐-冻胀变形率提高3%~30%,提高程度受土试样含水率和含盐量的影响较大;5%含量细颗粒填充了试样中的大孔隙,减小了孔隙体积,对道基含硫酸砾质混合料的盐-冻胀敏感作用程度显著,道基填筑工程中应严格控制填料中的细粒土含量。

冻融循环作用下粉砂质硫酸盐渍土变形特性研究

【目的】为探究南疆地区粉砂质硫酸盐渍土的变形特性,【方法】在封闭系统条件下对粉砂土进行冻融循环试验,利用扫描电镜对土体结构进行表征分析。【结果】结果显示:粉砂质硫酸盐渍土硫酸钠含量为0和1.0%时变形以融沉为主,5次循环后变形量分别为-1.30 mm、-1.02 mm;硫酸钠含量为2.0%、5.0%、8.0%时变形表现为盐胀-冻胀变形,5次循环后变形量分别为2.46 mm、8.53 mm、3.43 mm。【结论】结果表明:粉砂质硫酸盐渍土在冻融循环作用下温度和硫酸钠含量是影响土体发生冻融变形的主要因素。在低温区间土体的变形随温度的降低表现为盐胀-冻胀,在升温过程中土体先后出现冰融和盐溶变形;土体的最终变形量与硫酸钠含量的变化表现为先增后减,当硫酸钠含量为5.0%时,土体的盐-冻胀率达到最大为2.5%。运用扫描电镜可发现粉砂质硫酸盐渍土经冻融循环后在自重作用下会产生沉降,内部盐分重结晶是抑制沉降甚至造成土体膨胀的主要原因。

北疆渠道基土盐-冻胀特性的试验研究

干旱缺水已逐渐成为制约我国农业发展的主要因素,西北寒冷地区输水渠道由于渠基土的盐胀和冻胀造成了严重的渠水渗漏损失。为研究渠基土的盐-冻胀变形特性,本文选取北疆输水灌渠典型土体进行了不同干密度、不同Na_2SO_4含量和不同含水率条件下的盐-冻胀变形试验。结果表明:随着干密度的升高,土体盐-冻胀率先增大后减小,在某一干密度下盐-冻胀率最大。随着土体Na_2SO_4含量和含水率的升高,土体盐-冻胀率逐渐增大,土体盐-冻胀率与Na_2SO_4含量之间呈现二次多项式关系,与含水率之间呈现线性关系。与干密度相比,Na_2SO_4含量和含水率对土体盐-冻胀率的影响较大。

盐渍土路基盐-冻胀变形试验研究

在季节性冻土和盐渍土灾害地区,盐渍土的盐-冻胀(盐胀-冻胀)变形对道路路基造成很大的危害。南疆阿拉尔市城市道路建成后,盐渍土路基变形较为严重。为了确定盐渍土路基变形破坏的类型、原因及其发生机理,对变形破坏严重的道路进行路面变形量、路基不同深度地温、日平均气温及测区地下水位的季节变化进行现场监测试验,并对路基盐-冻胀变形进行了评价。结果表明:试验路段路基的变形属于盐-冻胀变形破坏,路基中的硫酸盐使水泥土稳定基层膨胀开裂和外部水分入渗路基产生冻胀是路基产生变形破坏的主要原因。

阿拉尔市区道路盐胀-冻胀变形破坏机理研究

阿拉尔市地处季节性冻土灾害区和严重盐胀灾害区。城市道路在建成后就遭受了严重的盐胀-冻胀变形破坏。本文通过对严重变形破坏路段的路基土与道路两侧绿化带土体的含盐量进行对比检测试验,试验分析认为阿拉尔市区道路的变形类型属于盐胀-冻胀变形。对其盐胀-冻胀变形破坏的原因与机理进行分析研究,提出要解决阿拉尔市道路盐胀-冻胀变形问题,需要在控制路基盐分、含盐量的基础上,必须要考虑地表水及地下水对路基盐胀-冻胀的影响。

天然强氯盐渍土盐—冻胀性试验研究

以罗布泊盐渍土为研究对象,通过室内试验对其盐—冻胀性进行了研究,盐渍土的盐—冻胀性试验在冻融循环条件下进行,试验结果表明,罗布泊强氯盐渍土的累加盐—冻胀率随冻融次数的增加而逐渐增大;相同干密度时含水率为最优含水率的土样,其累加盐—冻胀率最大;相同含水率不同干密度的土样,其盐—冻胀率相差不大;含水率的变化对盐渍土的盐—冻胀率影响较大。

硫酸（亚硫酸）盐渍土无荷载多次冻融盐—冻胀随温度变化规律试验研究

通过对天山北麓水磨河流域细土平原区硫酸（亚硫酸）盐渍土多次冻融盐-冻胀试验研究，发现土体多次冻融盐-冻胀每一次冻融循环分为三个阶段，随着冻融次数的增加，从总的趋势上看盐-冻胀值逐渐增大，盐-冻胀增量逐渐减小，最后趋于稳定，土体存在盐—冻胀发育问题。