冻融循环作用下盐渍土病害机理及改良技术综述

盐渍土在冻融循环作用下,主要表现出盐胀和冻胀特性,对土体结构造成破坏,土体发生变形,从而降低土体强度,给工程建设造成危害。为改良盐渍土、防治盐渍土病害,从盐渍土病害产生的机理出发,介绍了结晶压力是导致土体结构发生破坏、土体发生变形的本质因素,证实了结晶压力的大小与孔隙大小有关。水盐迁移会加剧盐胀和冻胀的发生。在冻融循环作用下,水分和盐分向土体表层发生运移。盐渍土的盐－胀特性受土体的干密度、含水量、含盐量、荷载和温度的影响,不同因素的影响程度不同,干密度的影响较含水量小。干密度越大、含水量和含盐量越高、降温速率越慢,盐－冻胀越强烈。荷载对盐－冻胀有抑制作用。通过对盐渍土病害机理的研究,结合盐渍土盐－冻胀的影响因素,从土质改良、加固土体、阻断水盐通道和温度控制四个方面阐述了冻融作用下盐渍土的改良方法,可供盐渍土地区的工程建设参考。目前关于结晶压力的研究主要是定性方面的,水盐迁移的研究以室内试验为主。未来对盐渍土病害机理的研究将主要集中在结晶压力的定量研究和水盐迁移的现场试验等方面。     

冻融循环作用下寒旱区盐渍土中水、盐迁移研究综述

盐渍土在冻融循环作用下会发生水盐迁移,造成土体结构破坏及强度损伤,给工程建设造成危害。为深入认识和总结盐渍土水盐迁移规律、影响、治理措施等研究成果,分别对盐渍土室内试验、现场试验、土体病害机理及改良措施等的现状、结果、问题进行了简要回顾和总结,讨论了土体含水量、含盐量、盐分种类、荷载、温度、干密度等对水盐迁移的影响及影响程度,重点介绍了基于自然环境下的水盐迁移试验所取得的水盐迁移运动分布特征、土层温度场变化特征方面等研究成果,并指出水、热、盐、力四场耦合因素下的试验研究是未来盐渍土研究的方向。冻融循环作用下的盐渍土的水盐迁移作用会导致土体盐-冻胀现象,进而引起盐渍土物理力学性质变化,而相关研究表明充分运用地基加固、固化剂加固和温度控制等措施隔绝水盐运移通道、减小温度对土体的干扰可以实现对盐渍土的治理和改良。     

冻融循环条件下罗布泊天然盐渍土的盐冻胀规律研究

以罗布泊湖积平原区的盐渍土为研究对象,分别从影响盐渍土盐冻胀的各因素-冻融循环次数、干密度、含水率等方面进行试验研究。结果表明:含水率为10%、13%的土样在第3次冻融循环时有最大的盐-冻胀增量;含水率为16%的土样则在第6次冻融时表现出盐-冻胀增量峰值。不同含水率、不同干密度的土样经多次冻融循环作用,土样的累加盐冻胀力随冻融循环次数的增加而递增;相同干密度情况下,土样的含水率为最优含水率时,其累加盐-冻胀力达到峰值;当土样含水率较小时,土样的累加盐-冻胀力随含水率的增大而增加;当含水率超出土样的最优含水率后,随含水率的增大其累加盐-冻胀力减小。     

冻融循环条件下亚氯盐渍土盐冻胀试验研究

为研究亚氯盐渍土的盐冻胀特性,对罗布泊地区天然亚氯盐渍土进行多次冻融循环试验,研究了含硫酸盐亚氯盐渍土的温度变化规律和盐胀特性。试验结果表明:在冻融循环作用下,同一土层的温度升降基本一致,每一土层的温度分布形式成抛物线型,离冷端面较近的第1层和第2层温度变化较大,而第3层到第5层温度变化较小;低液限粉土的亚氯盐渍土具有较好的盐胀累加效果,盐胀量随着温度的降低而增加,随着温度的升高有所回落,最大盐胀量可达到7.61 mm;前4周期的盐胀效果明显,产生的盐胀量约占总盐胀量的80%;盐胀在前6次冻融循环逐渐增大,但增大的趋势慢慢降低,并在第7次冻融循环作用时趋于稳定。研究成果可为分析含硫酸盐亚氯盐渍土的盐胀机理和治理盐胀病害提供参考。     

基于灰色关联分析下天然盐渍土盐冻胀和溶陷性试验研究

天然盐渍土工程特性的影响因素有很多,各影响因素对盐渍土盐冻胀和溶陷特性的影响权重不同,通过建立灰色关联优势分析模型,得出含水率和上覆荷载是影响盐渍土盐冻胀的主要因素,干密度和含盐量是影响溶陷性的主要因素。以此为评价盐渍土的工程危害提供参考依据,为盐渍土治理积累经验。     

罗布泊天然亚硫酸盐渍土盐-冻胀试验研究

文中以罗布泊天然亚硫酸盐渍土为试验用土,通过室内常规土工试验及反复冻融循环周期性试验,得到亚硫酸盐渍土在含水率和密实度一定的情况下,在不同的冻融周期内盐渍土的冻胀数据.将试验数据绘制成累加曲线图,分析天然亚硫酸盐渍土随温度的变化、冻胀量的大小,以及冻胀量的累加情况,为保障工程运行安全和盐渍土化程度高的地区项目施工、设计...     

水－盐－温－力多场耦合作用模型研究综述

寒旱区盐渍土环境,在以水－盐－温－力多场耦合作用为内因的水盐干湿循环和盐冻融循环共同作用下,使该区域的岩土结构发生损伤破坏。因此,水－盐－温－力多场耦合作用模型研究成为了环境作用研究领域的热点和难点。为了在细观上定量描述水分、盐分在温度变化下相态变化所引起的结构内部应力应变,在宏观上确定水－盐－温－力多场耦合作用对岩土体的损伤破坏程度,在国内外研究学者对多场耦合数学模型研究成果的基础上,采用理论分析的方法,分别从水盐运移模型、水热耦合模型、水热力耦合模型、水热盐耦合模型、水热盐力（ＨＴＳＭ）四场耦合模型几个方面进行综述研究,建立了在水分迁移方程中考虑结晶水含量、在水盐运移方程中考虑结晶盐固－液相变所引起的溶质摩尔质量的变化、在热流运输方程中考虑结晶盐相变潜热的寒旱区盐渍土水－盐－温－力多场耦合作用模型,为寒旱区盐渍土多场耦合作用的岩土结构损伤破坏机理研究和防灾型结构设计提供理论依据。     

天然亚氯盐渍土盐胀累加机理研究

为定性分析天然亚氯盐渍土在多次冻融循环后盐胀量动态变化规律,以罗布泊地区天然亚氯盐渍土为试验用土,在室内进行常规土工试验及反复冻融循环周期性试验.通过7个周期的冻融循环试验,得到固定含水率和密实度、不同周期下的亚氯盐渍土盐胀量数据,并绘制累加过程曲线.进而分析天然亚氯盐渍土的盐胀累加机理,得出结论:典型天然亚氯盐渍土随...     

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。     

冻融循环下盐渍土力学特性及本构模型研究综述

盐渍土在冻融循环的作用下工程和力学性质会变差,对工程建设不利.主要对近年来在冻融循环作用下盐渍土的力学特性以及应力应变本构模型方面的研究成果进行了综述.冻融循环作用会破坏土体微观结构,使得土体内部结构和胶结方式发生改变,这与其宏观力学特性具有良好的映射性;盐渍土力学强度主要受冻融循环次数、含盐类别、含水量以及含盐量等因...     

盐渍土地区冻融循环耦合作用下水工混凝土抗压性能研究

辽东沿海盐渍土地区盐类侵蚀及冻融循环破坏,对水工混凝土结构功能和服役年限会造成严重影响。文章利用冻融循环和硫酸盐侵蚀试验,探讨了水工混凝土相对动弹模量、质量以及单抽抗压强度的损失规律。结果表明：硫酸盐侵蚀会加剧混凝土的冻融损伤,致使其抗压强度明显下降,建立的抗压强度损伤演化方程能够较好地反映盐渍土地区冻融循环条件下混凝土性能劣化规律。     

冻融循环作用下强氯盐渍土强度变化规律研究

为了研究冻融循环作用对强氯盐渍土不固结不排水抗剪强度的影响,选取罗布泊地区强氯天然盐渍土,分别配制2种不同干密度的试样,在不同冻融循环次数下进行三轴不固结不排水剪切试验,考察罗布泊强氯盐渍土不固结不排水抗剪强度随冻融循环次数的变化关系。结果表明:不同干密度的强氯盐渍土试样在0~7次冻融循环内粘聚力cu均随着冻融次数的增加而降低,并且最大干密度的试样粘聚力降低的幅度较大,内摩擦角φu略有增加但变化不大;相同的冻融循环次数下,干密度较大的试样较干密度小的试样抗剪强度参数cu、φu大。含盐类别及含盐量的不同是盐渍土在不同冻融循环次数下抗剪强度呈现不同变化的根本原因。     

硫酸（亚硫酸）盐渍土盐-冻胀变形预报模型及与原位观测对比研究

利用天山北麓水磨河流域细土平原区硫酸（亚硫酸）盐渍土无荷载和有荷载条件下多次冻融盐-冻胀变形试验研究成果。采用单向分层总和法和积分法建立了硫酸（亚硫酸）盐渍土盐-冻胀变形预报模型,并利用原位现测分析验证模型的可靠性,提出了建立地温观测体系和建立盐-冻胀变形试验标准的建议。     

水盐运移对硫酸盐渍土盐-冻胀规律的影响

为研究水盐运移情况下硫酸盐渍土盐-冻胀规律,采用室内土柱冻融试验,利用teros-12传感器及位移计测定冻融循环过程中土体含水率、电导率、温度和位移的变化,分析了水盐运移规律及其对土体盐-冻胀变形的影响.试验结果表明:在自上而下的冻结方式中,土体底部水分向冻结锋面移动,带动盐分向上聚积,同时土体体积含水率和电导率随温度...     

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。     

硫酸盐渍土降温过程中的盐胀与冻胀特性

为研究降温过程中硫酸盐渍土盐胀与冻胀的内在联系,以冻结温度作为土体盐胀与冻胀的分界点,通过改变降温过程中盐渍土的水盐含量,控制盐胀与冻胀变形相对大小,开展了一系列盐渍土冻结变形试验,分析了水盐变化过程中,土体盐胀与冻胀的变化规律.结果 表明降温过程中的盐胀与冻胀存在叠加效应,即总变形与总结晶体积之间不满足正相关关系,总...     

硫酸（亚硫酸）盐渍土不同硫酸钠含量和含水量单次盐胀和冻胀机理规律试验研究

通过对天山北麓水磨河流域细土平原区硫酸（亚硫酸）盐渍土单次盐胀和冻胀试验研究,发现同一硫酸钠含量不同含水量土体盐胀和冻胀的发育程度是土体溶液所处位置（孔隙中和颗粒接触间）、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。单次盐胀和冻胀率与含水量和硫酸钠含量均符合二次抛物线规律。     

黄土工程灾变机理研究综述

黄土高原是世界上黄土分布最集中、覆盖度最大的地区,随着社会经济的发展,人类工程活动日益频繁,导致原本生态环境极其敏感的黄土高原变得更加脆弱,成为世界上水土流失最严重和发生地质灾害最频繁的地区之一。文章以黄土工程灾变为研究对象,总结了黄土地区工程灾变的类型、影响因素及形成机理等方面的研究成果。灾变类型主要包括震陷、液化、裂缝和崩、滑、流等几类;影响因素则包含自然和人类活动2个部分;分析其形成机理发现,灾变的发生与黄土体疏松的地质结构、粘聚力差和水敏性等特殊性质相关,是灾变发生的主要内在原因。但目前的研究仍存在诸多局限,主要表现为黄土地质灾害的孕育因素研究不全面;触发因素中的关键环节认识不清;黄土地质灾害链研究不成熟等,最后针对存在的问题提出了展望。     

中俄输油管线土的含水量影响其冻胀的机理研究

土体中的天然水含量与环境因素温度是导致冻土冻胀程度的重要原因,通过研究环境因素对冻胀的影响,发现相关规律,进而才能让冻土地区的建筑工程存在一个相对安全的环境之中。在冻融期间,温度的变化是导致土体中水分形态变化的重要原因,它在一定程度上改变土水势和土中水动力上,然后影响土体中的自由水运动速率。影响多年冻土冻胀的因素不是单一的,而是交融复杂多变的,研究冻胀机理成果跟一些经验,有利于处理中俄输油管道中相关的冻土灾害问题,对于冻区工程的保护具有积极的意义。