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我国盐渍土分布范围很广,新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西和内蒙,是我国盐渍土分布广泛的地域。盐渍土不但制约着农牧业的发展,而且对工程建筑的危害也非常大。我国的多年冻土面积约为215万km2,占国土总面积的22.3％；我国大部分地区处于温带,呈现出四季分明的气候特点,季节性冻结土壤面积分布很广,约占全国总面积的3/4。盐渍土分布与冻土分布相重合的地区,在天然冻结作用下,盐渍土表现出许多新的特性。本文选用西北地区广泛分布的含盐粉土,通过室内试验研究了冻结条件下天然盐渍土中水分和盐分的迁移规律、盐胀和冻胀规律,并在季节冻土区-白银市平川区取土现场布设试坑,观测冻结过程对水分和盐分迁移的影响。水分和盐分在垂直方向上的重分布必然会引起盐渍土体强度的变化,本文研究了含水量和含盐量对冻结含盐土单轴抗压强度的影响。
1)选取白银市平川区的典型天然盐渍粉土进行封闭条件和开放条件下的水分和盐分迁移试验研究,结果表明水分和盐分均由暖端向冷端迁移,随着顶板温度的降低,未冻结段的长度越来越短。对整个土柱而言,各断面上的水分和盐分的迁移通量与温度梯度有关,温度梯度越大,二者的迁移通量越小,迁移通量最大的面与土柱中的冻融界面的位置十分接近。试样的盐胀和冻胀非常明显,盐胀冻胀率在5％左右,这主要与试样的土壤质地有关。
2)在白银市平川区的荒芜盐碱滩上布设试坑,进行不同深度上的水分、温度的现场观测,并对不同季节不同深度上的盐分含量进行了测量。结果表明:在温度梯度的作用下,盐分随水分做对流运动,由未冻区向已冻区迁移,但不同种类的盐分,其离子迁移速度是不相同的。在阴离子中,相对迁移速度是Cl->SO42->NO3-；在阳离子中,Na+迁移速度最快,累积量大,Mg2+迁移量次之。
3)利用洗盐后的平川粉土,配制成Na2SO4和NaCl盐含量不同的土体,研究了含盐量对冻结温度的影响,结果表明随着含盐量的增加,冻结温度均呈降低趋势。受冻结温度的影响,含盐量不同造成冻结土体未冻水含量也不同,必然导致土颗粒周围水膜厚度的差异,进而影响土体的单轴抗压强度。试验表明,Na2SO4含量在0～1％时,抗压强度随Na2SO4含量的增加而减小；当试样中Na2SO4含量在1～5％时,抗压强度随Na2SO4含量的增加而增加；当Na2SO4含量为8％时,试样的抗压强度又有所降低,这与盐分在土体中所起的作用是有关的。NaCl含量对土体强度的影响规律较为明显,随着含盐量的增加,土体的强度几乎呈指数规律降低。
4)当含盐量保持不变,含水量14％≤W≤20％(23％)时,随着含水量的增加,含Na2SO4(NaCl)盐土的单轴抗压强度有所增加；当含水量23％(26％)≤W≤29％时,含Na2SO4(NaCl)盐土的单轴抗压强度随含水量的增加而减小。对于破坏应变而言,具有与极限抗压强度相似的规律,Na2SO4(NaCl)以23％(26％)为分界点,之前,随含水量的增加而增加；之后,随含水量的增加而减少。