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新疆S301某路段盐渍土基本性质试验研究

2018-07-30

山西建筑 2018年18期
关键词:易溶盐渍土样

那 姝 姝

(新疆华宇建科工程勘察设计有限公司,新疆 乌鲁木齐 830011)

1 盐渍土特点

土是由三相组成的,盐渍土虽然也可以用固、液、气三相来表示,但是盐渍土的三相却与非盐渍土的三相不同。由于盐渍土的液相中有易溶盐的存在,当外界温度或湿度变化时,盐渍土的液相中的易溶盐溶液会析出[1-3],盐渍土的固相中除了含有土体的颗粒以外,还存在着状态不稳定的易溶盐结晶体。当外界产生变化时,盐渍土内部的液、固相彼此之间会互相转化,从而盐渍土直观上看到发生了盐胀或沉陷变形。在盐渍土路段当道路地基遇水时,盐渍土中由于有易溶盐及其结晶体的存在,土体中的易溶盐及结晶体溶解于水中,使得盐渍土的基本性质指标会发生变化,盐渍土地基也会发生溶陷变形,从而使得盐渍土土体的强度发生显著降低。这些土体的变化都将严重的危害到建筑设施、路面及其他相关设施的正常使用,不仅如此,盐渍土中的易溶盐也会对建筑材料、路面及其他地下设施有腐蚀作用[4]。

盐渍土的基本性质有物理性质、力学性质、化学性质,其中盐渍土的物理性质包含:土体颗粒组成、含水量、土的比重、干密度、塑性指数等;盐渍土的力学性质包含:抗剪强度、压缩性、盐胀性、溶陷性等;盐渍土的化学性质包含:易溶盐的类型、盐分组成和易溶盐腐蚀性三个方面。

表1 典型盐渍土各离子含量表

本次将取回的S301部分路段天然盐渍土分别做室内的易溶盐试验、击实试验和洗盐前后的液塑限对比试验,初步了解了S301部分路段盐渍土的基本性质。

2 盐渍土的种类

对S301部分路段取的土样做易溶盐试验,结果见表1。将试验得到的盐渍土各离子含量按照《岩土工程勘察规范》分类标准,对盐渍土进行分类[5],分类结果见表2。由表2可以看出盐渍土的种类有氯盐渍土、亚氯盐渍土和亚硫酸盐渍土,其中氯盐渍土的数量居多。

表2 典型盐渍土分类

3 盐渍土液限、塑限和塑性指数特征

液、塑限及塑性指数是反映土性状的指标。为确定盐渍土中含盐量对液、塑限及塑性指数的影响,选取2号~6号氯盐渍土土样进行平行试验研究。

1)将土样风干分别过0.5 mm的筛后,用纯净水将过筛的风干盐渍土样调成均匀膏状,放入调土器皿中浸润过夜,之后将制备的试样充分调拌均匀,填入试验杯中开始试验,试验用液塑限联合测定仪来测土的液塑限。2)将盐渍土样用蒸馏水进行反复洗盐,将洗盐之后的土样,进行平行试验研究,经过试验发现洗盐后的盐渍土其液、塑限及塑性指数的结果,见表3。将试验结果进行对比,所有盐渍土试验土样在经过洗盐后,其液、塑限均变小,而试验土样的塑性指数反而呈现出增加的现象。试验结果的原因分析:天然盐渍土试样在洗盐之前,盐渍土土体孔隙中含有一定含量的易溶盐,而当土体孔隙中的盐溶液浓度不断增加达到饱和后,部分液态水和易溶盐被吸入盐晶体骨架,多余的易溶盐盐分析出以盐结晶体的形态处于土体颗粒之间,此时土中的固体土颗粒和盐晶体一起组成盐渍土的土体骨架。由于土体骨架中盐晶体的粒径远远大于土体中的粉粒或粘粒,这会造成土体的可塑性降低,与此同时,当土体孔隙中的易溶盐溶液浓度较大时,土颗粒表面的弱结合水的厚度会被压薄,这会造成土体的可塑性再次降低。盐渍土在洗盐之后,土体中的易溶盐含量减少,盐分的吸附水现象逐渐降低至消失,土颗粒之间的吸附力增加,可塑性增强,塑性指数也随之增加。

4 击实试验

为测S301部分路段天然盐渍土含水量与密度之间的关系,本试验参照《土工试验规程》[5]对2号~6号5组土试样进行室内的击实试验,试验每组选取5种不同含水量的盐渍土进行试验。试验准备:1)将天然盐渍土风干后碾碎过筛备用,在配置试验用的土试样时,配置两个试验土样的含水量高于塑限,两个土样试验的含水量低于塑限,一个土试验样的含水量接近塑限。2)将配置好的盐渍土散料放入塑料袋中进行密闭处理,静置24 h后备用。3)试验装置采用击实桶容积974.37 cm3的室内轻型击实,试验时分3层依次击实,每层击25下。通过本次试验的测定和相关计算,最终得到本次的试验结果,由此次的试验结果绘出击实曲线(见图1),击实曲线的最高点分别对应试验土样的最大干密度和最优含水量。由图1可以看出,图中3号~6号土样的击实曲线比较陡,盐渍土试样的最大干密度会随含水量的变化发生更快的变化,在现场实际工程施工时,为确保盐渍土土体在施工时达到设计要求的压实度,准确的控制盐渍土体的含水量是非常重要的。

表3 盐渍土洗盐前和洗盐后的液、塑限和塑性指数

5 结语

本次对S301部分路段的天然盐渍土进行了室内常规试验研究,结论总结如下:1)采取土试样路段的盐渍土的种类有3种:氯盐渍土、亚氯盐渍土和亚硫酸盐渍土;其中氯盐渍土的数量占优势;2)盐渍土在经过洗盐之后,其液、塑限随土体中易溶盐含量的降低均变小,塑性指数会随易溶盐含量的降低而增大;3)盐渍土随土体中含水量的变化比干密度的变化敏感;4)在实际现场工程中指导现场施工时,准确的控制含水量是很重要的。

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