硫酸盐渍土的盐胀病害是一个备受关注的岩土工程问题,也是一个受多因素影响的复杂学术问题。土体的含盐成分、颗粒组成、初始干密度、含水量、温度、上覆荷载等从宏观上影响着盐胀变形；土体结构、内摩阻力、粘聚力、土颗粒间的引力等则从微观上影响着土体的盐胀特性。这些影响因素又具有一定的交互作用,加剧了这一问题的复杂性。本文试验测试了硫酸盐渍土的盐胀变形特性,并就土体盐胀变形的理论预测开展了一些有益尝试,以期为盐胀病害的评价与防治提供理论指导。作为岩土工程领域的一种特殊土,盐渍土在世界范围内分布很广,涉及从热带到寒带的近百个国家和地区,在干旱、半干旱地区分布面积尤为广泛。我国盐渍土分布范围广、面积大、类型多,其中内陆盐渍土大多位于西北地区十旱-半干旱环境,蒸降比大,温差明显,含有一定数量的硫酸盐成分,具有很大的潜在盐胀危害。盐胀病害严重影响着盐渍土地区公路、铁路、工业民用建筑物的稳定性,制约着人类改造自然的实践活动,并造成了巨大的经济损失。开展硫酸盐渍土盐胀测试研究不仅可以从机理上了解盐胀病害的发生机理、发展规律和影响因素,也可以为实践中盐渍土的盐胀评价和预测提供理论依据,指导盐渍土地基盐胀病害的防治。选取甘肃省酒泉市瓜州地区戈壁盐渍土为西北内陆寒旱区盐渍上的典型代表,通过现场调查监测、理论分析计算和室内模拟试验研究等方法,本论文查明了西北内陆寒旱区盐渍土的赋存特点,分析计算了硫酸盐渍十中硫酸钠的结晶规律与结晶量；试验探究了颗粒组成、干密度、含盐量和含水量等因素对硫酸盐渍土上盐胀变形规律的影响,最终建立了含氯化钠硫酸盐渍土盐胀变形的预测关系式,为盐胀变形的评价和预测提供了依据,并提出了盐胀病害防治的相关建议。本文的研究工作可以慨括为以下几方面：(1)室内查阅西北内陆寒旱区盐渍土相关资料,现场调查盐渍土赋存规律和成因条件,分层取样并测试盐渍土的颗粒组成、易溶盐类型及含量、盐分微结构特征等,对研究区盐渍土的基本特性有了深入了解。结果表明,研究区盐渍上中含有大量粗颗粒成分,易溶盐主要成分为硫酸钠,含有一定量的氯化钠,含盐土体大部分可划分为硫酸或亚硫酸盐渍土,为中等或弱盐渍化盐渍土,少数土层为强盐渍土或超盐渍土,盐分主要分布50～260cm深度范围内。这种内陆寒旱区盐渍土是由地层成因和地形地貌控制,受气候因素和水文地质条件影响而形成的,具有平面分布的不连续、不均匀性和垂向分布的差异性。(2)鉴于硫酸盐渍土盐胀变形受环境温度和湿度影响较大,本文利用热敏温度探头和时域反射仪(Time Domain Reflectometry, TDR)在冬、夏两季分别监测了地层的温度和湿度变化情况,分析了地层温湿度随环境温湿度的变化规律及其滞后效应,得到了内陆寒旱区盐渍土地层温湿度的变化模式。结果表明,埋深越浅地层温度受环境气温影响越大,地层温度变化越剧烈,对环境气温的滞后效应越小,随着深度增加地层温度变化幅度越来越小,直至某一深度处地层温度常年保持不变。地层温度变化模式表现为以某一温度线为对称轴,随着季节交替地层温度往复摆动变化,沿深度方向摆动幅度逐渐减小直至消失。由于降水稀少且蒸发量大,地下水位埋深大,土层水分补给匮乏,一定深度范围内各土层的湿度几乎不随时间和季节变化发生变化,地层湿度在一定时期内保持恒定。(3)硫酸盐渍土产生盐胀变形的主要原因是土中固相硫酸钠吸收水分或孔隙溶液中硫酸钠结晶生成芒硝晶体,土体内盐分晶体固相体积增大4.18倍而导致的。通过查阅手册和搜集相关资料,本文采用回归分析的方法建立了硫酸钠溶解度模型,据此计算得到了土体内硫酸钠发生结晶的临界结晶温度、临界含盐量和临界含水量。在此基础上,论文在理想情况下分析计算了降温条件下土体内硫酸钠的结晶量,探讨了硫酸钠结晶量随含盐量、含水量、氯化钠浓度和土体温度的变化关系。研究表明,含盐量和含水量对硫酸钠结晶量的影响都存在一个临界值：低于该临界值时,硫酸钠结晶量随含盐量(或含水量)增大而增大：高于该临界值时,硫酸钠结晶量随含盐量(或含水量)增大而减小。氯化钠浓度对硫酸钠结晶量的影响取决于上体内的含盐量和含水量组合条件,有利组合下加入适量氯化钠能够抑制土体内硫酸钠的结晶量；不利组合下加入氯化钠反而会促使土体内硫酸钠结晶量增大,不利于盐胀变形的控制。与此同时,本文将含盐量和含水量进行了归一化处理,提出了盐水比的概念,简化了硫酸钠结晶规律分析的复杂性。(4)以天然盐渍土为原材料,利用压实法制备不同颗粒组成、不同干密度、不同含盐量和不同含水量的试样,采用植物生长室控制试验环境的温湿度,以室内小尺度试样模拟测试了降温条件下试样的盐胀变形特性,探究了各因素对盐胀变形的影响机理与规律。研究表明：1)上体中粗粒含量越多则土体的盐胀变形越小,细颗粒含量越多的盐胀变形量越大：2)土体初始干密度对盐胀变形的影响存在两个临界值，初始干密度很小时土体盐胀率随初始十密度增大而减小；当干密度增大到一定程度后,土体盐胀率随干密度增大而增大；当干密度很大时,土体盐胀率随干密度增大有小幅度减小；3)含盐量对土体盐胀变形的影响存在个临界值,含盐量低于该临界值时土体盐胀率随含盐量增大而增大,含盐量高于该临界值时土体盐胀率随含盐量增大反而减小；4)含水量对硫酸盐渍土盐胀变形的影响也存在一个临界值,在某一含盐量条件下,含水量低于该临界值时土体盐胀率随含水量增大而增大,含水量高于该临界值时土体盐胀率随含水量增大而减小。(5)以硫酸钠结晶量的理论分析计算为基础,本论文建立了理想情况下含氯化钠硫酸盐渍上盐胀变形的预测关系式。基于本文和其他研究者的已有盐胀变形测试数据,论文就理想条件下土体内未参与硫酸钠溶解与结晶的固化含水量、土体孔隙对结晶盐分的吸收作用、土体结构与土体内部作用对盐胀变形的限制等进行了修正,得到了土体盐胀变形预测的一般表达式。对比不同条件-下土体盐胀变形的预测值与实测值,发现预测值与实测值一致性较高,证明了土体盐胀变形一般预测式的合理性。(6)结合甘肃省酒泉市瓜州地区盐渍土的现场调查、温湿度监测和室内测试结果,本论文从盐分控制和水分控制两方面出发,就西北内陆寒旱区盐渍土地基的盐胀病害防治提出了若干建议,期望对岩土工程建设中的盐胀病害防治有一定的指导作用。