張五河

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心青?？傟?duì)，青海 西寧 810008）

影響鹽漬土物理指標(biāo)測(cè)定的相關(guān)問題探討

張五河

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心青海總隊(duì)，青海 西寧 810008）

通過鹽漬土性質(zhì)分析并消除氯鹽漬土和硫酸鹽漬土的鹽含量來消除鹽漬土對(duì)物理指標(biāo)的影響。從而使土的物理指標(biāo)試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確，達(dá)到真正反映土質(zhì)本身物理性質(zhì)的目的。

鹽漬土；物理指標(biāo)；含鹽量

1 概述

在自然條件下鹽漬土中蘊(yùn)含大量的易溶鹽，這些易溶鹽中的一部分可以溶解在土中的水分里。當(dāng)含鹽量很大時(shí)，溶解的鹽達(dá)到一定限度(即飽和濃度)時(shí)，多余的一部分鹽以固體形式存在于土中，而溶解在水中的鹽并不能與土顆粒起骨架作用。在測(cè)定含水量的方法(洪干法)中則把土中含鹽的“水溶液”，當(dāng)作純水考慮，這就會(huì)使土中的固相質(zhì)量增加，液相的質(zhì)量減少，與自然條件下的實(shí)際情況不符。含鹽量在4%以上時(shí)，對(duì)交換性鈉有較大影響；最大干密度在含鹽量達(dá)到8%時(shí)出現(xiàn)；最優(yōu)含水率隨含鹽量的增加逐漸減??；土的顆粒密度隨含鹽量的增加而減小，基本上呈線性關(guān)系；隨著含鹽量的增加液限、塑限呈減小趨勢(shì)，膨脹性也隨之變大。

本文首先確定鹽漬土的水分中有害的毛細(xì)管水和無害的毛細(xì)管水的界限，然后分類處理，從而得到真實(shí)準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確保物理指標(biāo)數(shù)據(jù)真實(shí)。

2 不同鹽漬土對(duì)物理指標(biāo)的影響

2.1 氯鹽漬土

氯鹽漬土地區(qū)，在一般比較均勻的土層或填土中，如果地下水礦化度增加1～2倍，毛細(xì)管水強(qiáng)烈上升高度至少增加0.1～0.3倍或更大。因礦化度增大，毛細(xì)管水的粘滯度就增大，表面張力就大，提升力亦大。如果礦化度相同而鹽分不同，氯化鈉溶液表面張力比硫酸鈉溶液表面張力大。屬氯化物鹽型地下水的毛細(xì)管水上升高度比硫酸鹽型毛細(xì)管水上升高度大時(shí)，氯鹽漬土的可塑性隨著含鹽量的增加而降低。當(dāng)土中含鹽量＞20%時(shí)，土的塑限降低17.8%～22.4%，液限降低14.2%～18.2%，塑性指數(shù)降低2.8%～10.7%。土的液限和塑限是隨著含鹽量的增大而降低的，土的空隙增大、密度減少?gòu)亩挚雇夂奢d的能力減少，同時(shí)內(nèi)摩擦角及抗剪能力隨著含鹽量的增大而降低。

飽和粉土及細(xì)砂地基是十分重要的控制指標(biāo)，如果不考慮水中的鹽，對(duì)工程而言偏于危險(xiǎn)。在目前沒有提出新的測(cè)定方法情況下，建議將氯鹽漬土的實(shí)測(cè)含水量W折算為含液量，可按下列公式計(jì)算：

式中：WB——含液量(%)；

W ——含水量(%)；

Wa——強(qiáng)結(jié)合水含量(%)；

B ——每100g水中溶解的鹽重(%)。按上式計(jì)算時(shí)，先要確定Wa和B值。強(qiáng)結(jié)合水(Wa)的多少對(duì)土中的密度、含液量(WB)、塑限、液限及塑性指數(shù)等物理指標(biāo)都有著直接影響，特別是對(duì)土的縮限影響較大，也就是平時(shí)說的土的收縮性。到目前為止沒有很好的測(cè)定方法，一般取最大吸濕水(土

在94%濕度下的含水量)的80%，或吸濕水(一般風(fēng)干土比較穩(wěn)定的含水量)的1.2～1.5倍。

B值的確定：如果測(cè)得一種鹽含量為Ds%，可以按下式計(jì)算：

當(dāng)B＜35.7%時(shí)，采用B值的計(jì)算結(jié)果；當(dāng)B＞35.7%時(shí)，B值采用35.7%(35.7%為0～20℃下氯化鈉的溶解度值)。

如果實(shí)測(cè)了地下水的密度值，則按表1查得B值。鹽水或者鹵水濃度達(dá)到飽和，甚至結(jié)晶析出，試驗(yàn)應(yīng)先稀釋，再做測(cè)定；若鹽水濃度未達(dá)到飽和時(shí)，則采用未稀釋(原樣)測(cè)定。

表1 含NaCl為主的水溶液密度與B值的關(guān)系

在求得其他的計(jì)算指標(biāo)中凡用含水量的均以WB入，如干容重、孔隙比、飽和度等。

干容重：γd= γ 1+0.01WB

例如：青海格爾木地區(qū)察爾汗某地實(shí)測(cè)含水量折算的“含液量”以及干容重計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 青海格爾木察爾汗某地鹽漬土物性指標(biāo)測(cè)定

2.2 硫酸鹽漬土

硫酸鹽漬土中，用烘干法測(cè)定的硫酸鹽漬土的含水量存在一定的問題。目前在測(cè)定方法沒有解決的情況下，含水量可以用計(jì)算方法加以修正。硫酸鹽漬土主要按硫酸鈉(Na2SO4)來考慮，在全部結(jié)晶時(shí)(溫度在32.4℃以下)主要吸收10個(gè)水分子(H2O)，變成芒硝(Na2SO4·10H2O)：

Na2SO4+10H2O→Na2SO4·10H2O

分子量：142 180

方程式說明：142g的硫酸鈉可以吸收180g的結(jié)晶水，因此只要測(cè)得土中的硫酸鈉的含量，便可計(jì)算出結(jié)晶時(shí)的吸水量。

若土中的Na2SO4含量為4%～6%，那么它結(jié)晶時(shí)的吸水量為5.08%～7.62%，可以看出在一定的含鹽量條件下，會(huì)使硫酸鹽漬土產(chǎn)生比較松的膨脹。另外，為使試驗(yàn)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)一致，可在實(shí)測(cè)的含水量中減去含鹽量計(jì)算出的結(jié)晶析出的吸水量。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)對(duì)同一含鹽量、不同干濕密度的試樣進(jìn)行了增濕變形試驗(yàn)，氯鹽漬土的溶陷特征和黃土的濕陷特征很相似。浸水壓縮過程可以分為3個(gè)階段：水分?jǐn)U散階段、增濕變形發(fā)展階段、變形穩(wěn)定階段。通過分級(jí)浸水試驗(yàn)，在浸水過程中增濕變形量的變化過程及增濕變形量不是太大，而這時(shí)候毛細(xì)管水也能溶解鹽分而增大毛細(xì)管水粘滯度，且鹽類具有吸濕性。當(dāng)水粘滯度大時(shí)，水的表面張力也大，提升力也強(qiáng)，故毛細(xì)管水上升高度亦大。在現(xiàn)代鹽漬土和次生鹽漬土中，鹽分隨毛細(xì)管水的上升高度遞增，所以比一般土的腐蝕膨脹影響因素加大。

2.3 碳酸鹽漬土

土的上部硫酸鹽與氯化物鹽類含量減少，碳酸鹽漬土的液限、塑限隨著含鹽量的增大而增大。當(dāng)Na2CO3＜0.5%時(shí)，影響土的密實(shí)度和穩(wěn)定性。當(dāng)Na+＞15%，pH值＞8.5時(shí)，由于Na2CO3含有大量代換性Na+與水容易發(fā)生水化，使土的顆粒擴(kuò)散層水膜增厚、內(nèi)聚力減小，進(jìn)而引起含鹽土大幅度的膨脹、密度減低、透水性變差。當(dāng)Na2CO3＞0.5%時(shí)，土的膨脹性特別顯著，干燥時(shí)，土體收縮，發(fā)生裂隙，土的顆粒被易溶鹽凝聚。

3 結(jié)語

綜上所述，鹽漬土中物理指標(biāo)的測(cè)定，與樣品中具體的含鹽量有直接關(guān)系。要得到物理指標(biāo)的真實(shí)數(shù)值，必須消除鹽漬土中的含鹽量，并進(jìn)行化學(xué)試驗(yàn)和物理試驗(yàn)，來確定鹽分的類型名稱及組成部分并加以消除。之后再做鹽漬土中的物理指標(biāo)的測(cè)定，以確保鹽漬土中土的試驗(yàn)數(shù)值的真實(shí)性。

[1]中華人民共和國(guó)交通部.JTGE40-2007公路土工試驗(yàn)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2007.

[2]陳希哲，葉菁.土力學(xué)與地基基礎(chǔ)(第五版)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[3]李寶玉.土工試驗(yàn)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2011.

[4]國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，中華人民共和國(guó)建設(shè)部.CB/T 50123-1999土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1999.

[5]工程地質(zhì)手冊(cè)編委會(huì).工程地質(zhì)手冊(cè)(第四版)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

【修回日期】2014-12-18

Discussion on Influence of Saline Soil Physical Indicators Measuring

ZHANG Wu-he
(Qinghai Team of Geological Survey Center of China Building Materials Industry, Xining 810008, China)

Through the analysis of the nature of saline soil and remove chlorine saline soil and saline soil salt content, sulfate to treat correctly the influence of saline soil to the physical indicators. To reflect the physical indexes of soil, can truly reflect the soil physical properties, the experimental data is truthful and accurate as the ultimate goal.

saline soil; physical index; salinity

TU411.2

A

1007-9386(2015)02-0023-02

2014-10-27