付江涛，栗岳洲，胡夏嵩，余冬梅，赵 丹，刘亚斌，祁兆鑫

（1．中国科学院青海盐湖研究所，西宁810008；2．中国科学院大学，北京100049；3．青海大学地质工程系，西宁810016）

含盐量对亚硫酸盐渍土抗剪强度影响的试验

付江涛1，2，栗岳洲1，2，胡夏嵩1，3※，余冬梅1，赵 丹1，2，刘亚斌1，2，祁兆鑫1，2

（1．中国科学院青海盐湖研究所，西宁810008；2．中国科学院大学，北京100049；3．青海大学地质工程系，西宁810016）

为探讨含盐量对盐渍土抗剪强度的影响，该研究对采自于青海柴达木盆地大柴旦盐湖地区的盐渍土进行了洗盐试验以获得素土试样；根据该区盐渍土类型及盐渍化程度，在洗盐后土体中分别加入不等量的无水硫酸钠（Na2SO4），以获得不同含盐量的人工配制硫酸盐渍土，并对上述不同含盐量的人工配制硫酸盐渍土开展室内直接剪切试验。试验结果表明，洗盐试验后土体中的易溶盐离子含量及pH值均显著低于洗盐前盐渍土；当土体密度和含水量分别为1.41 g/cm3和25.68%时，洗盐后土体粘聚力c值和内摩擦角φ值分别为14.8 kPa和26.5°，均高于洗盐前盐渍土的粘聚力值（6．7 kPa）和内摩擦角值（24．6°）；不同含盐量梯度条件下的人工配制硫酸盐渍土的粘聚力和内摩擦角，随土体含盐量增加均表现出先减小后增加的变化特征。当含盐量由0.74%增至5.17%时，人工配制硫酸盐渍土粘聚力c值和内摩擦角φ值均呈逐渐减小的变化规律，当土体含盐量由5.17%增至14.17%时，人工配制硫酸盐渍土粘聚力c值和内摩擦角φ值均表现出增加的变化规律，且当含盐量为5.17%时，其粘聚力c值和内摩擦角φ值分别为8.3 kPa和26.1°，均为最小值，即该值对应的含盐量值即为人工配制硫酸盐渍土的含盐量阈值。本项研究成果对于进一步探讨含盐量变化对盐渍土抗剪强度影响，及含盐量变化与盐渍土粘聚力和内摩擦角之间的关系等方面具有理论研究价值和实际意义。

土壤；盐；柴达木盆地；洗盐试验；人工配制硫酸盐渍土；抗剪强度；含盐量阈值

付江涛，栗岳洲，胡夏嵩，余冬梅，赵 丹，刘亚斌，祁兆鑫.含盐量对亚硫酸盐渍土抗剪强度影响的试验[J].农业工程学报，2016，32（6）：155-161.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.021 http://www.tcsae.org

Fu Jiangtao,Li Yuezhou,Hu Xiasong,Yu Dongmei,Zhao Dan,Liu Yabin,Qi Zhaoxin.Effect of salt content on shear strength of sulfurous saline soil[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE）,2016,32(6): 155－161.(in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.021 http://www.tcsae.org

0 引言

盐渍土是盐土、碱土、盐化土和碱化土的总称[1-2]。工程上指易溶含盐量超过0.3%且具有盐胀性、溶陷性和腐蚀性等不良工程特性的土为盐渍土[1-5]。盐渍土在世界各地均有广泛分布，其中，中国的盐渍土主要分布在西北干旱地区的低平盆地和平原、华北平原、青藏高原以及滨海地区[2]。区别于一般土质，盐渍土中含有一定量的易溶盐，当易溶盐遇水溶解后，盐渍土的物理力学性质会产生很大程度的改变，如盐渍土的强度、孔隙度等发生变化从而导致盐渍土发生溶陷等灾害现象[4-10]。此外，当周围温度或湿度变化时，盐渍土中的盐分溶解度亦随之改变，引起盐渍土体积膨胀或缩小等现象的发生，从而对盐渍土区建筑物和地面构筑物产生影响[4-10]。另外，土体中盐分类型亦会对盐渍土的力学特性产生一定程度影响[8]。张国辉等[10]通过向碳酸盐渍土加入碳酸氢钠（NaHCO3）的方式，制备了含盐量分别为0.31%、0.75%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%、4.0%的碳酸盐渍土试样，并对以上试样进行室内直剪试验，认为随着含盐量增加，盐渍土的黏聚力值呈减小趋势，而内摩擦角则呈先减小后增大的变化规律。杨晓松等[11]采用在洛阳黄土中添加氯化钠（NaCl）的方式，制备了含盐量分别为0、2%、6%、8%、10%、14%的氯盐渍土试样，并通过固结快剪试验研究了氯盐渍土抗剪强度随含盐量的变化规律，即在该含盐量梯度内氯盐渍土黏聚力值由13.0 kPa增加至26.0 kPa，内摩擦角由18.9°增至21.6°。张飞等[12]选取郑徐高铁兰考段粉土为试验材料，采用向原料土中添加无水硫酸钠（Na2SO4）的方式，制备了含水率均为21%，含盐量分别为0、1%、3%、5%、8%、10%等6个梯度的盐渍土试样，直剪试验结果表明，6个含盐量梯度下盐渍土黏聚力值为12.4～24.1 kPa，且黏聚力值随含盐量增加而增加。总之上述研究结果表明，土体中的盐分类型及含盐量对土体抗剪强度指标具有不同程度影响。此外，上述研究主要采用的方法是在背景土中分别加入不同类型和不等量的盐分，制备成相同含盐类型、不同含盐量梯度的盐渍土，然后采用剪切试验探讨盐渍土试样的黏聚力、内摩擦角变化规律，这种情况下所存在的问题是并未考虑背景土中已存在的盐分对土体抗剪强度的影响。因此，如何有效地解决土体试样中已存在盐分对土体抗剪强度产生的影响，需要开展进一步深入和系统的探讨。

1 材料与方法

1.1 研究材料

本项研究中盐渍土采集于青海柴达木盆地东北缘的大柴旦盐湖区及其周边地区，地理坐标为东经95°02′～95°22′，北纬37°46′～37°55′[13]，该区地势东北高西南低，地形以戈壁滩、沙丘、高山为主，区内植被稀疏，土壤沙化、盐渍化程度严重[13]。本项研究中盐渍土密度、含水率、颗粒分析结果如表1所示，土体颗粒大小分布曲线如图1所示，盐渍土试样中的易溶盐离子试验结果如表2所示。由表2可知，试验区土体试样含盐量为2.165%，此外，根据《工程地质手册》（第四版）中关于“盐渍土按含盐化学成分分类”标准[14]，可将试验区的盐渍化类型归为亚硫酸盐渍土，如表3所示。

表1 研究区盐渍土试样洗盐前和洗盐后物理和化学性质指标试验结果Table 1 Testing result of indices of soil basic physical and chemical properties before and after salt-leaching in testing area

表2 研究区盐渍土试样洗盐前和洗盐后易溶盐离子含量试验结果Table 2 Testing result of soluble ion content of soil in testing area before and after salt-leaching in testing area

表3 研究区盐渍土按含盐化学成分分类结果Table 3 Categorization of saline soil based on saliferous chemical constitution in testing area

1.2 研究区盐渍土洗盐原理与方法

为了研究素土试样以及盐渍土试样抗剪强度变化规律，加入无水硫酸钠之前，先对盐渍土进行洗盐试验，其具体步骤与方法为[15]：称取一定量盐渍土，将其置于塑料水桶中，并按水质量：土质量为5∶1的比例注入蒸馏水，并将盐渍土与蒸馏水搅拌均匀，静置24 h后抽取浸出液，再次注入蒸馏水，如此反复多次。为了检验洗盐试验效果是否较为完全，可在重复上述步骤5次后，分别在2个试管中盛入5 mL左右的浸出液，然后向其中一个试管中加入数滴100 mL/L硝酸和50 mL/L硝酸银溶液，向另一个试管中加入数滴100 mL/L盐酸和50 mL/L氯化钡溶液，观察2试管中是否有白色沉淀，如有白色沉淀则继续用蒸馏水进行洗盐试验，然后按照上述方法对浸提液进行检测，直至没有白色沉淀析出为止[15]。根据以上步骤，本项研究先后共进行了16次洗盐试验处理，洗盐试验前、后盐渍土粒径分布如图1所示，洗盐前、后盐渍土的物理、化学性质及其易溶盐离子含量试验结果分别如表1和表2所示，由该表可知，随着洗盐次数逐渐增加，土体中CO2-3、HCO-3、SO2-4、Cl-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等8种易溶盐离子含量表现出逐渐降低的变化特征，且洗盐试验结束后，土体中易溶盐离子含量为0.74%，该值显著低于洗盐试验前盐渍土中的含盐量。

图1 研究区洗盐试验前和洗盐试验后土体颗粒大小分布曲线Figure 1 Distribution curve of soil particle size before and after salt leaching in testing area

1.3 含盐量梯度的确定

为了研究不同含盐量梯度对土体抗剪强度影响，本项研究根据盐渍土洗盐试验前、后土体含盐量，即2.17%和0.74%，并结合研究区自然条件下土体含盐量实测值（0.199%～10.452%）以及陈炜韬等[8]、张飞等[12]关于人工配制盐渍土的相关文献，共设置6个含盐量梯度，其中，除洗盐后土体外（本文中称之为素土，作为对比组），其余5个人工配制盐渍土试样相邻浓度间含盐量差值均为3%，故该6个含盐量梯度分别为0.74%、2.17%、5.17%、8.17%、 11.17%和14.17%，如表4所示。以上含盐量梯度的设定，充分考虑了研究区土体含盐量的变化范围，以及土体盐渍化程度的进一步加剧的变化规律。本试验中待含盐量梯度确定完毕后，则按照设定的含盐量梯度值依次在洗盐后土体试样中，分别添加质量为0、1.20、3.74、6.28、8.82、11.35 g的无水硫酸钠（Na2SO4），如表4所示，并分别制备不同含盐量梯度的人工配制盐渍土直剪试样，以进行室内直接剪切试验，探讨含盐量变化对土体抗剪强度影响。

表4 研究区土体试样中含盐量梯度布设结果Table 4 Arrangement of salt gradient for artificially salinized soil in testing area

1.4 土体直剪试样制样方法及试验方法

鉴于本项研究中，人工配制盐渍土硫酸钠含量相对较高，为了有效地避免硫酸钠在溶解过程中的不易溶解现象，并由此导致盐渍土直剪试样内含盐量分布的不均匀性。在本项研究中，无水硫酸钠均以固体粉末的形式加入洗盐试验后的素土试样中，将无水硫酸钠与素土充分拌匀后，按25.68%的含水率和1.41 g/cm3的土体密度制备不同含盐量梯度下的人工配制盐渍土直剪扰动试样，将制备好的直剪试样密封静置24 h后即进行室内直剪试验。直剪试样的制备主要包括盐渍土直剪试样、素土直剪试样和人工配制盐渍土直剪试样的制备，上述3种直剪试样的具体步骤如下所示。

1.4.1 素土直剪样制备

洗盐试验结束后，将所获得的素土放入烘箱中，在105℃的温度下烘干，烘干时间为12 h，即可获得烘干后的素土；根据试验所需土量，取其中的20 kg烘干后的素土，放在橡皮垫上用木碾碾散，然后过筛（筛的孔径为0.25 mm）；将过筛的土平铺在不吸水的铁质瓷盘中，根据公式(1)计算出所需加入的水量，采用小喷壶喷洒计算得到的加水量，并将土和水拌匀，然后将土样装入小塑料桶中，盖上桶盖，桶盖与塑料桶接触处用保鲜膜包裹，以防水分蒸发，使得放置于塑料桶中的土体润湿一昼夜[16]；将击实筒（内径×筒高=61.8 mm×125 mm）安装好，并在筒壁和底板上均匀地涂抹一薄层润滑油，然后根据试验所需土量，称取制备好的土体，将其分为4等份，分4层倒入击实筒中内，将土面整平，分层击实，每层击数保持一定，从而确保每层土的击实功一致，需指出的是层与层之间的接触面须刷毛[16]；将击实筒从底座中取下，取下筒套，然后用修土刀轻击击实筒边缘，使击实筒中土柱与击实筒分离，然后拆除击实筒，即可获得尺寸为61.8 mm×125 mm的击实样土样[16]；将环刀刃口向下，放在制备完成的击实样土样上，将环刀垂直下压，直至土样伸出环刀为止，再用修土刀削去两端余土，并将土样两侧修平，擦净环刀外壁，称取环刀、土样总质量，准确至0.1 g；放入第二个环刀，依照上一步骤，即将环刀刃口向下，放在制备完成的击实样土样上，将环刀垂直下压，直至土样伸出环刀为止，再用修土刀削去两端余土，并将土样两侧修平，擦净环刀外壁，称取环刀、土样总质量，准确至0.1 g，重复3次，即可制备一组用于室内直接剪切试验的素土试样[16]。

1.4.2 人工配制盐渍土直剪试样制备

根据试验所需土量，取其中的20 kg烘干后的素土，放置在橡皮垫上用木碾碾散，然后过筛（筛的孔径为0.25 mm）；根据试验所需土量，将过筛的土平铺在不吸水的铁质瓷盘中，根据公式（2）计算所需的加盐量[16]，为了有效地避免硫酸钠在溶解过程中的不易溶解现象，并由此导致盐渍土直剪试样内含盐量分布的不均匀性，将无水硫酸钠均以固体粉末的形式加入洗盐试验后的素土试样中，然后将无水硫酸钠与素土拌匀；根据公式（1）计算所需加水量，用小喷壶喷洒计算得到的加水量，将水和土拌匀，然后将土样装入小塑料桶中，盖上桶盖，桶盖与塑料桶接触处用保鲜膜包裹，以防水分蒸发，使得放置于塑料桶中的土体润湿一昼夜；其余步骤和素土直剪试样制备过程相一致。

1.4.3 盐渍土直剪试样制备过程

将从试验区采集的盐渍土放入烘箱中，在105℃的温度下烘干，烘干时间为12 h，即可获得烘干后的盐渍土；根据试验所需土量，取其中的20 kg烘干后的盐渍土，放在橡皮垫上用木碾碾散，然后过筛（筛的孔径为0．25 mm）；其余步骤与素土直剪试样制备过程相一致。

在此需要说明的是，上述步骤中公式（1）和公式（2）分别如下所示[17-18]：

式中ω为土体质量含水量，%；mw为土体中水的质量，g；msoil为土粒质量，g。

式中m为人工配制盐渍土中固体颗粒质量，g；msalt为人工配制盐渍土无水硫酸钠掺入量，g；msoil为土粒质量，g。

将制备完成的素土、人工配制盐渍土和盐渍土直剪试样密封静置24 h后，即进行室内直接剪切试验，即在50、100、200、300 kPa等4级垂直压力作用下，分别对洗盐试验后制备的素土试样、不同含盐量梯度下的人工配制盐渍土试样和洗盐试验前盐渍土试样等3种试样进行了室内直剪试验，试验仪器为TSZ应变控制型直剪仪，剪切应变速率为2.4 mm/min，其具体试验操作方法按照《土工试验规程》[16]进行。

2 试验结果分析

2.1 洗盐前与洗盐后人工配制盐渍土试样抗剪强度变化特征

本项研究中，在实施的第6～12次洗盐试验过程中，所测得的土体易溶含盐量表现出呈逐渐减小的变化趋势，当洗盐试验次数为13～16次时，含盐量为0.74%～0.81%，即反映出在洗盐试验后期，土体中的含盐量基本趋于稳定，如表2所示，故在进行第16次洗盐后即停止了洗盐试验。由表2可知，在对研究区进行盐渍土洗盐试验后，盐渍土中的Cl-、K+、Na+、Ca2+等离子减少相对较为显著，SO2-4等离子则相对变化不大。此外，洗盐前、后盐渍土的物理和化学性质指标试验结果如表1所示。由该表可知，洗盐试验前、后盐渍土中的含盐量由2.17%降低为0.74%，土体中砂粒组分由33.0%降低至31.3%，黏粒含量则由11.8%增加至14.7%，土体pH值由洗盐前的8.65降低至洗盐后的8.01。

表5所示为洗盐试验前、后土体试样抗剪强度指标黏聚力值和内摩擦角试验结果。由该表可知，洗盐试验前，土体的黏聚力值和内摩擦角分别为6.7 kPa和24.6°；洗盐试验后，土体黏聚力值和内摩擦角值为14.8 kPa和26.5°。与洗盐试验前相比，洗盐试验后土体黏聚力值和内摩擦角值分别增加120.90%和7.94%。这种洗盐试验后土体黏聚力、内摩擦角分别较洗盐前增大的主要原因，是由洗盐试验后土体试样中的砂粒组分相对降低，而黏粒含量则相对增加所致；其次洗盐试验后土体黏聚力、内摩擦角增加的原因与土体试样中盐分含量变化亦有一定程度的关系，该研究结果与邴慧等[15]研究结果一致。

表5 研究区洗盐试验前、后土体抗剪强度指标试验结果Table 5 Testing results of shear strength indices for soil before and after salt-leaching in testing area

2.2 人工配制盐渍土试样抗剪强度与含盐量关系

按不同的含盐量梯度，在洗盐试验后土体中掺入无水硫酸钠（Na2SO4）后，本项研究分别对不同含盐量梯度下的人工配制盐渍土试样，在50、100、200、300 kPa等4级垂直压力作用下进行室内直接剪切试验，得到不同含盐量梯度下人工配制盐渍土试样抗剪强度试验结果，如表6所示。由该表可知，在50、100、200、300 kPa等4级垂直压力作用下，0.74%、2.17%、5.17%、8.17%、11.17%、14.17%等6个含盐量梯度下人工配制盐渍土试样抗剪强度为32.9～ 193.1 kPa。此外，结合表6所示的不同含盐量梯度下的人工配制盐渍土试样抗剪强度试验结果，得到不同含盐量梯度下的人工配制盐渍土试样抗剪强度与含盐量关系。此外，由该表亦可知，对于人工配制盐渍土试样，当含盐量由0.74%增加至5.17%时，土体的抗剪强度由163.6 kPa减少至32.9 kPa，且人工配制盐渍土试样含盐量由5.17%增加至14.17%时，其抗剪强度则由32.9 kPa增加至193.1 kPa，即土体抗剪强度随含盐量增加表现出先减小后增加的变化特征。

表6 研究区不同含盐量梯度下土体抗剪强度试验结果Table 6 Testing result of shear strength for salt-leached soil and artificially salinized soil with different salt contents in testing area

2.2.1 土体黏聚力值与含盐量关系

已有结果表明，盐渍土的含盐量对其抗剪强度影响较大。在一定含水量时，少量盐分可使土体黏聚力减小，内摩擦角降低；但当盐分增加到一定程度后，盐分在土体中形成结晶，结晶作用使土体黏聚力和内摩擦角增大[14]。上述结论实质上反映了盐分对土体的抗剪强度指标黏聚力、内摩擦角的影响存在一个阈值，即表现在当土体中含有少量盐分时，黏聚力和内摩擦角均表现出降低的趋势，而当土体中的盐分增加至一定程度且达到某一界限值时，土体黏聚力和内摩擦角均增大，因此，该界限值即为阈值。本项研究中表7为不同含盐量梯度下土体抗剪强度指标试验结果，由该表可知，当含盐量为0.74%～14.17%时，6种含盐量梯度下土体黏聚力值为8.3～24.1 kPa。此外，对表7做进一步分析可知，在该盐分梯度内，存在含盐量阈值，该值为5.17%，即当含盐量小于该值时，土体黏聚力随着含盐量增加表现出逐渐减小的变化特征；当含盐量大于该值时，土体黏聚力随含盐量增加表现出呈逐渐增加的变化特征。

表7 研究区不同含盐量梯度下素土及人工配制盐渍土试样抗剪强度指标试验结果Table 7 Testing result of shearing strength indices of salt-leached soil and artificially salinized soil with different salt gradients in testing area

2.2.2 土体内摩擦角与含盐量关系

由表7可知，土体试样含盐量由0.74%增加至5.17%时，其内摩擦角由26.5°降低至最小值26.1°，而当土体含盐量由5.17%增长至14.17%时，其内摩擦角则由26.1°增加至29.1°，达到最大值。故由以上结果可知，土体含盐量对土体内摩擦角影响亦存在一阈值，且该值亦为5.17%。

综上所述，本项研究中人工配制盐渍土抗剪强度指标，即黏聚力和内摩擦角随含盐量增加均表现出呈先减小后增加的变化趋势，且黏聚力和内摩擦角最小值所对应的含盐量均为5.17%，导致这种现象产生的主要原因在于硫酸盐渍土含水量为定值条件下，当该土体含盐量较小时，土体中的盐含量尚未达到饱和程度[17,19-20]，故盐分溶解于水中，硫酸钠以离子的形式存在于该土体中，从而导致土粒间距增大，使得土颗粒间的引力被削弱[17]；此外，该土体中存在的水分对土体的润滑作用较为显著，故宏观上表现为硫酸盐渍土黏聚力和内摩擦角减小[17]。随着该土体中硫酸钠含量进一步增多，且超过含盐量阈值时，多余的硫酸钠会以结晶盐的形式析出[17,19-20]，结晶盐作为固体颗粒的一部分起到胶结作用[17]，并填充于土体孔隙，从而增大了土粒间的摩擦作用，同时，硫酸钠在重结晶过程会形成固体形态的芒硝，即Na2SO410H2O[19-22]，该过程会进一步消耗土体中的水分，使得水分对土体的润滑作用降低，从而进一步增加土粒间的摩擦作用[17,19-20]，此外，饱和硫酸钠的重结晶盐亦构成了土体的一部分骨架[17-19]，故硫酸盐渍土在宏观上表现为黏聚力和内摩擦角随含盐量增加而增加[17,19-20]。

3 结论

1）洗盐试验会引起土体含盐量下降，且土体中粒径级配程度亦会产生一定程度的变化，主要表现为砂粒组分的减少和黏粒组分的增加。由于受黏粒组分含量增加等因素影响，洗盐试验后土体抗剪强度大于洗盐试验前土体抗剪强度，且土体黏聚力值由洗盐前的6.7 kPa增至洗盐后的14.8 kPa，土体内摩擦角则由洗盐试验前的24.6°增至洗盐后的26.5°。

2）含盐量对土体抗剪强度及其抗剪强度指标亦产生一定程度影响，即存在一阈值含盐量，当含盐量小于这一阈值含盐量时，随含盐量增加土体抗剪强度指标黏聚力值、内摩擦角均呈下降趋势；当含盐量大于该阈值含盐量时，随含盐量增加土体黏聚力值与内摩擦角则呈增长趋势，本项研究所得到的界限含盐量为5.17%，其黏聚力和内摩擦角分别为8.3 kPa和26.1°。

3）在设定的0.74%、2.17%、5.17%、8.17%、11.17%、14.17%等6个含盐量梯度下，4级垂直压力作用下土体抗剪强度为32.9～193.1 kPa，抗剪强度指标黏聚力值为8.3～24.1 kPa，内摩擦角为26.1～29.1°，其黏聚力值和内摩擦角均随含盐量增加表现出呈先减小后增加的变化趋势，且黏聚力最大减小幅度为43.92%，最大增幅为62.84%，内摩擦角最大减小幅度为1.51%，最大增加幅度为9.81%。

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Effect of salt content on shear strength of sulfurous saline soil

Fu Jiangtao1,2,Li Yuezhou1,2,Hu Xiasong1,3※,Yu Dongmei1,Zhao Dan1,2,Liu Yabin1,2,Qi Zhaoxin1,2
(1.Qinghai Institute of Salt Lakes,Chinese Academy of Sciences,Xining,810008,China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China;3.Department of Geological Engineering,Qinghai University,Xining,810016,China)

To investigate the influence of salt content on the shear strength of salinized soil as well as the relationship between cohesion force,internal friction angle and salt content,the Da Qaidam Salt Lake and surrounding areas located in the Qaidam Basin,Qinghai Province,have been selected as the testing area.The salinized soil samples at 0～30 cm beneath the ground surface have been collected and meanwhile salt-leaching tests on these collected salinized soil samples have been conducted to produce salt-leached soil.On the basis of the procedures mentioned above,according to the type and salinization degrees of the collected salinized soil,anhydrous sodium sulphate(Na2SO4)with different masses has been separately added into the salt-leached soil to make artificial sulphate saline soil with 6 salt gradients,and then direct shear tests have been conducted on these artificial sulphate saline soil to further investigate the influence of salt content on the shear strength,as well as the shear strength indices such as cohesion force and internal frictional angle.The results are as follows:after salt-leaching tests,soluble salt ions′content and pH value are markedly lower than the counterparts before salt-leaching.Total ion content decreases from 2.165 0%to 0.74%,which is lower than the value before salt-leaching and pH value decreases from 8.65 to 8.01.Moreover,after salt leaching,soil grain composition has changed by some extent, sand is reduced from 33.0%to 31.3%,silt is declined from 55.2%to 54.0%,and clay particle is increased from 11.8%to 14.7%,respectively.Meanwhile,as the soil density and moisture content are 1.41 g/cm3and 25.68%respectively,the cohesion force and internal friction angle for salt-leached soil are 14.8 kPa and 26.5°,which are higher than the counterparts(6.7 kPa and 24.6°,respectively)for salinized soil before salt leaching.With different salt contents,the cohesion force and internal frictional angle of the artificially salinized soil exhibit an trend of initial decreasing and then increasing as the salt content increases.And further study results show when salt content increases from 0.74%to 5.17%, the cohesion force and internal frictional angle for artificially salinized soil gradually decline,and as salt content increases from 5.17%to 14.17%,the cohesion force and internal frictional angle for artificially salinized soil increase gradually.And as salt content is 5.17%,the corresponding cohesion force and internal frictional angle for artificially salinized soil are 8.3 kPa and 26.1°,respectively,which are both the minimum values.So the corresponding salt content value is the threshold value of the artificial sulphate saline soil,which indicates that there exists a threshold value for sulfate saline soil.As the salt content is below this value,the cohesion force and internal friction angle decline with salt content increasing,and as the salt content is beyond this value,the cohesion force and internal friction angle increase with salt content increasing.The achievement has theoretical and practical significance in further exploring the influence of various salt contents on the cohesion force and internal friction angle as well as on the shear strength of the salinized soil.And this study can also serve as a basis for the further studies on the engineering characteristics of salinized soil.

soils;salt;Qaidam Basin;salt-leaching test;artificially salinized soil;shear strength;salt content threshold value

10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.021

S157

A

1002-6819（2016）-06-0155-07

2015-09-18

2016-01-28

国家自然科学基金资助项目（41162010；41572306）；中国科学院“百人计划”资助项目（Y110091025）；中国科学院青海盐湖所“青年基金”项目资助（Y360441058）

付江涛（1981－），男，陕西汉中人，博士生，主要从事环境岩土工程与岩土工程稳定性数值模拟计算研究，西宁 中国科学院青海盐湖研究所，810008。Email:fujiangtao865＠sina．com

※通信作者：胡夏嵩（1965-），男，研究员，主要从事环境岩土工程与地质工程等方面的教学与研究工作。西宁 中国科学院青海盐湖研究所，810008。Email:huxiasong＠tsinghua．org．cn