硫酸(亚硫酸)盐渍土单次盐胀和冻胀发育规律研究

对盐胀和冻胀规律的研究有助于深入认识硫酸(亚硫酸)盐渍土的工程性质。通过对天山北麓水磨河流域细土平原区硫酸(亚硫酸)盐渍土盐胀和冻胀试验研究发现:(1)随着温度的降低,试样盐胀和冻胀率逐渐增大。试样冻结前土体产生的膨胀是盐胀,试样冻结后产生的膨胀是盐胀和冻胀,当土体达到-15℃以后,土体盐胀和冻胀趋于稳定。(2)硫酸钠含量不变的情况下,随着含水量的增大,其起胀温度降低。土体起胀温度取决于土体中硫酸钠析水结晶温度、硫酸钠结晶含量的多少、土体结构、内摩阻力、粘聚力、土颗粒间的引力、土体孔隙间和孔隙接触间吸收结晶硫酸钠的程度。(3)硫酸钠含量增加,其单次盐胀和冻胀率变化区间增大。

改良剂施用对硫酸盐型棉田产量及土壤盐渍化参数的影响

探究施用酸碱平衡护理剂改良盐渍化棉田的效果与机制,为盐碱地改良和棉花稳产提供理论依据。本研究以新疆沙湾县硫酸盐型棉田为试验对象,于2021—2022年设置施用酸碱平衡护理剂和对照两个处理,监测0~20 cm土层土壤的电导率和pH值,测定棉花长势、产量和土壤盐分指标。结果表明:(1)相较于对照,酸碱平衡护理剂处理的棉花出苗率显著提高4.93~6.13个百分点。(2)2021、2022年酸碱平衡护理剂处理籽棉产量分别为5210.06、6815.43 kg/hm^(2),较对照显著提高25.98%、8.87%。(3)2021年酸碱平衡护理剂处理10~20 cm土层土壤钠吸附比值较对照降低0.077,2022年0~10、10~20 cm土层土壤分别较对照降低0.204、0.173。(4)土壤全盐变化量与SO_(4)^(2-)变化量呈显著正相关(P<0.05)、与Na^(+)变化量呈极显著正相关(P<0.01);籽棉产量变化量与单株成铃数变化量呈显著负相关(P<0.05),与土壤电导率变化量呈极显著负相关(P<0.01),与单铃重变化量呈极显著正相关(P<0.01)。综上表明,硫酸盐型棉田施用酸碱平衡护理剂能够降低土壤盐分,提高籽棉产量。

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。

基于BP模型的粗粒亚硫酸盐渍土盐胀特性敏感因素研究

为了探究影响粗粒亚硫酸盐渍土路基盐胀特征的敏感参数,提出相关的敏感参数量化分析模型及交互作用下各因素的量化指标。针对细粒土质砾亚硫酸盐渍土、含细粒土砂(细粒土质量分数15%)亚硫酸盐渍土及细粒土质砂(细粒土质量分数50%)亚硫酸盐渍土3类土样,基于单因素试验结果,依据二次回归正交设计方法,开展多因素交互作用下的盐胀试验,通过BP神经网络模型建立3种粗粒亚硫酸盐渍土的盐胀率与其他影响因素间的计算模型,确定了粗粒亚硫酸盐渍土盐胀敏感参数的量化指标。结果表明:含盐量与含水率、上覆荷载与含水率的交互作用对细粒土质砾亚硫酸盐渍土的盐胀作用较显著,含盐量与含水率、上覆荷载与含盐量的交互作用对细粒土质砂亚硫酸盐渍土的盐胀作用较显著;上覆荷载对粗粒亚硫酸盐渍土具有较强的抑制作用;初始压实度对粗粒亚硫酸盐渍土盐胀率具有一定的促进作用,但由于其特殊的级配特征,试验所设压实度在89%~97%内对盐胀率的影响效果较小;所得结论可以为采用粗粒亚硫酸盐渍土作为路基填料进行工程设计与施工提供技术参考。

硫酸钠盐渍土冻结温度计算模型构建及验证

土的冻结温度是使土体物理力学性质发生显著变化的关键温度,盐渍土中由于盐分存在使冻结温度的预测变得困难。本文提出了一种适用于硫酸盐渍土有盐分析出时的冻结温度计算模型,分别对硫酸钠自由溶液、硫酸钠盐渍土及石英砂的冻结温度变化规律展开了研究。首先,依据固液两相平衡时化学势的规律、冰晶表面曲率影响以及盐分结晶析出对溶液浓度的影响,构建了自由溶液、盐渍土及石英砂的冻结温度预测模型;然后,开展室内冻结试验得到了冻结温度测量值,通过计算测量值与计算值二者的均方根误差(RMSE)、显著性水平(α)及一致性系数(LA),验证了本文模型的精度与适用性。结果表明:土样中初始含水率越小,土样表面的毛细作用和吸附作用越强,使土样冻结温度越低。在土样孔隙中盐溶液有效浓度越大,冻结温度越小。由于盐分结晶的影响,有效浓度随盐浓度增大先增大后减小,然后保持不变。土样孔隙半径越小,冰晶表面曲率影响越大,冻结温度越低。该研究成果能为盐渍土盐冻胀变形及人工冻结中的温度参数分析提供一种新的方法。

油污泥热解残渣改良粗粒硫酸盐渍土力学性能试验研究

为探究油污泥热解残渣改良粗粒硫酸盐渍土的力学性能,试验研究了残渣掺量和盐渍化程度对粗粒硫酸盐渍土回弹模量以及无侧限抗压强度的影响规律。结果表明:粗粒硫酸盐渍土的回弹模量和无侧限抗压强度均随残渣掺量的增加呈先提高后下降的趋势。当残渣掺量为10%时,各项力学性能提升最显著。此时回弹模量最大为245.52 MPa,无侧限抗压强度最大为0.48 MPa。随着含盐量增加,改良粗粒硫酸盐渍土的力学性能先提高后下降,且随残渣掺量的增加,非盐渍土较盐渍土的力学性能提升更加明显。根据X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验微观分析,油污泥热解残渣改良粗粒硫酸盐渍土主要由物理和化学两个因素共同作用,颗粒间的嵌挤摩擦和离子间的置换反应促就了改良盐渍土强度的提高。

冻融循环作用下硫酸盐盐渍土物理力学特性试验研究

为研究硫酸盐盐渍土在冻融循环作用下的力学特性,结合京沈高速铁路朝阳段的工程实际,利用三轴不固结不排水试验对不同冻融循环次数(最多50次)、盐质量分数(0%、2%和5%)和围压(100 kPa、200 kPa、300 kPa和400 kPa)下的硫酸盐盐渍土进行研究,分析不同试验条件下硫酸盐盐渍土的抗剪强度特性及强度劣化机理。研究结果表明:随着冻融循环次数、盐质量分数和围压的逐渐增加,硫酸盐盐渍土的应力-应变曲线逐渐由应变软化向应变硬化转变;抗剪强度随冻融循环和盐质量分数的增加而逐渐降低;对于盐质量分数0%的试样,内摩擦角受冻融循环影响不明显,在30°~34°之间;在短期冻融循环(1~9次)作用下,黏聚力呈上升趋势,在冻融循环9~20次过程中,黏聚力急剧下降,当冻融循环大于20次后,黏聚力逐渐趋于稳定;对于盐质量分数2%和5%的试样,短期冻融循环(小于9次)对内摩擦角影响不显著,而在冻融循环20次后,内摩擦角急剧减小;在冻融循环1~20次过程中,试样的黏聚力逐渐减小,在冻融循环20次时,黏聚力达到最小值;土样在反复冻融循环作用后,土体颗粒大量分解,粒度逐渐变细,细颗粒占比逐渐增大。研究结果可为类似工程提供理论指导。

伊朗德伊高速铁路亚硫酸盐渍土盐胀特性试验研究

伊朗境内德伊(德黑兰-伊斯法罕)高速铁路沿线不同类型的粗颗粒盐渍土较多。采用德黑兰天然盐渍土制备土样,保持土样的最优含水率、颗粒级配、温度等基本物理参数不变,改变含盐量进行盐胀试验,研究亚硫酸盐成分构成对土样盐胀特性的影响。试验结果表明,当含盐量从0.5%增加到4.0%时,土样的盐胀量随亚硫酸盐含量的增高而降低,含盐量越高这一趋势越明显,特别是含盐量为4.0%时,亚硫酸盐土样与纯氯化钠土样的盐胀系数接近;通过拟合分析得出盐胀系数与含盐量、温度之间的关系。

硫酸(亚硫酸)盐渍土盐胀和冻胀变形试验研究

通过对天山北麓水磨河流域细土平原区硫酸 (亚硫酸) 盐渍土盐胀和冻胀试验研究, 分析不同硫酸钠含量不同压实度单次盐胀和冻胀变形机理, 发现同一硫酸钠含量不同干密度土体盐胀和冻胀的发育程度是土体溶液所处位置 (孔隙间和颗粒接触间)、土体内摩阻力、土颗粒间的引力、粘聚力等综合作用的结果。孔隙率大小不能反映对结晶硫酸钠的吸收程度。采用数值分析的方法分析其变化规律, 发现硫酸 (亚硫酸) 盐渍土盐胀和冻胀率和土干密度及硫酸钠含量均符合二次抛物线规律。

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.

天山北麓水磨河细土平原区硫酸(亚硫酸)盐渍土的成因及主要工程地质问题

通过对天山北麓水磨河流域细土平原区硫酸(亚硫酸)盐渍土地层离子含量和含盐量的试验和工程特性的研究,分析其成因、分布和在水利工程建设中的主要工程地质问题。

影响粗粒硫酸盐渍土盐胀特性的敏感因素研究

为了明确影响典型粗粒硫酸盐渍土路基盐胀特征的敏感参数,提出相关的敏感参数量化分析模型及其影响因素和因素间交互作用的量化指标。采用5 mm筛法的易溶盐测定方法,基于典型粒径的粗粒硫酸盐渍土,以单因素试验结果为基础,采用二次回归正交设计法提出了多因素交互作用下的粗粒硫酸盐渍土的盐胀率预报模型,同时采用SPSS软件对各敏感性因素进行逐步回归分析,研究结果表明:敏感因素的量化指标依次是易溶盐(46%~37%)、荷载(43%~29%)、水(12%~6%)、易溶盐与荷载的交互作用(7.6%)、易溶盐与水的交互作用(2%),其中,易溶盐对盐胀率为促进作用,水会因含盐量不同而对盐胀率的作用产生变化,荷载、易溶盐与荷载的交互、易溶盐与水的交互均对盐胀量具有一定的抑制作用;初始压实度对盐胀率具有一定的促进作用,但由于其特殊的级配特征,初始压实度在89%~97%范围内对盐胀率的影响效果并不显著。

温度对硫酸钠盐渍土盐胀影响的试验研究

为了探究温度对硫酸盐渍土盐胀的影响规律,保障我国盐渍土地区道路工程安全运营,通过室内试验,测试了不同温度环境下硫酸钠盐渍土的盐胀率。从样品降温前后体积变化、未相变含水量随温度变化、以及CT扫描图像分析了不同温度下盐胀对土体各组分的影响。研究结果表明:随着温度不断降低,盐胀不断加剧并趋于稳定;盐胀主要温度区间为0℃至盐晶体初始析出温度,在负温下盐晶体析出很少,引发的盐胀十分微小;在正温下含水率随着温度降低而减小,其递减趋势不断减小并在0℃附近趋于稳定;随着温度不断降低,土体结构的损伤也不断增大;空气所占孔隙率的变化主要取决于含水率的变化,当含水率剧烈变化时,其也会剧烈变化,二者呈现反比关系。

硫酸钠盐渍土未冻水含量的实验研究

土体中的未冻水含量影响冻土的物理力学性质,也是评价冻土中水分迁移的重要指标.利用核磁共振技术对含有不同浓度硫酸钠溶液的兰州黄土的未冻水含量进行测试,并分析了温度、含盐量对未冻水含量的影响.同时,测试了不同含盐量下黄土的液塑限及液塑限含水率下土体的冻结温度,计算了不同含盐量下的未冻水含量并与实测值进行比较,给出了不同含盐量下幂函数方程wu=at-b中的参数值.在此基础上,分析了-5、-10、-15和-20℃条件下未冻水含量随含盐量的变化规律,建立了4个温度下不同含盐量区间的未冻水-含盐量拟合公式.

氯与硫酸根比值对硫酸盐渍土工程性质影响的研究

对含氯化钠硫酸盐渍土的盐胀量、液限、塑限进行了试验分析，提出了不同硫酸钠含量水平下氯与硫酸根比值，即Ｃｌ－／ＳＯ２－４与盐胀率、Ｃｌ－／ＳＯ２－４与液限、塑限之间的计算公式。

盐渍食用菌加工过程中厌氧亚硫酸盐还原梭菌污染状况分析

[目的]了解辽宁地区盐渍食用菌加工过程中厌氧亚硫酸盐还原梭菌的污染情况,以便进一步研究消除和控制该类细菌污染的方法。[方法]采用平板计数法对9家加工盐渍食用菌工厂的生产用原料级盐渍食用菌、加工用水、食盐、成品进行厌氧亚硫酸盐还原梭菌抽样检测。[结果]9家加工厂所用水样中均未检出该类细菌;4家企业加工用食盐中检出厌氧亚硫酸盐还原梭菌,其菌落数量在3.6～150cfu/g之间;9家加工厂的11个原料样品中有8个原料样品检出厌氧亚硫酸盐还原梭菌,菌含量在9.1～300cfu/g,3个成品盐渍食用菌中检出该类细菌含量在30～100cfu/g。[结论]盐渍食用菌加工过程中,可能会受到厌氧亚硫酸盐还原梭菌的污染,而污染源主要来自加工用原料级盐渍食用菌和食盐。

含氯盐和硫酸盐类盐渍土膨胀特性的研究

对含氯盐和硫酸盐类盐渍土的盐胀规律及影响因素进行了较为系统的试验研究，得出了盐胀随温度变化的若干规律，即盐胀随温度变化的关系式，起胀温度与各影响因素之间的关系式，盐胀与降温速率的关系式，成型温度对盐胀规律的影响等。分析了Ｎａ２ＳＯ４含量、ＮａＣｌ含量、Ｃｌ－／ＳＯ２－４、含水量对盐胀的影响，给出了盐胀与各影响因素之间的关系式。

盐渍土中硫酸钠含量的计算方法探讨

针对目前盐渍土工程勘察中,为利用硫酸钠含量对盐渍土地基的盐胀性做出初步评价,判定盐渍土作为公路、铁路地基或路基填料的可用性,在易溶盐成盐分析的基础上,提出切实可行的硫酸钠含量计算方法。

二氧化氯控制盐渍食用菌中厌氧亚硫酸盐还原梭菌可行性分析

[目的]探讨将ClO2消毒剂应用于盐渍食用菌加工过程,以控制加工过程中污染菌,特别是抗逆力极强的厌氧亚硫酸还原梭菌的可行性。[方法]分别以产气荚膜梭菌标准菌株和野生菌株作为供试菌株,采用悬液定量杀菌试验、人工染菌模拟样品杀菌试验的方法观察ClO2杀菌效果;采用不同浓度的ClO2作用盐渍滑子蘑,研究其对盐渍食用菌感官的影响。[结果]悬液定量杀菌试验结果表明200～300mg/L的ClO2作用30min,对产气荚膜梭菌的芽胞的杀灭绝对值可达4以上。人工模拟样品实验结果表明,ClO2浓度在400mg/L,作用30min,杀灭绝对值可达到4以上。感官试验结果表明ClO2浓度低于300mg/L,对盐渍滑子蘑感官影响不大。[结论]ClO2消毒剂可应用于盐渍食用菌中,以控制和消除厌氧亚硫酸盐还原梭菌的污染。

硫酸盐含量对全固废材料固化盐渍土抗压强度的影响

为探讨硫酸盐含量对全固废材料固化盐渍土抗压强度及微观结构的影响,采用击实试验和无侧限抗压强度试验,并结合扫描电镜、EDS、X射线衍射和热重分析等微观测试结果,从固化盐渍土的火山灰反应产物及其数量等角度分析含盐量对固化盐渍土抗压强度变化的影响。结果表明:硫酸盐含量低于2.7%时,固化盐渍土抗压强度随含盐量的增加呈先增大后减小,抗压强度峰值对应的含盐量为1.8%;固化盐渍土的火山灰反应产物主要为C-S-H和AFt,硫酸盐含量从0.3%增至1.8%时,反应产物明显增多,致使固化土抗压强度增大;但当硫酸盐含量从1.8%增至2.7%时,膨胀性AFt将试件内部孔隙完全填充并产生胀裂破坏,造成抗压强度降低。研究成果为全固废材料固化硫酸盐渍土的工程应用奠定了基础,对环境保护也有积极贡献。