影響鹽漬土物理指標測定的相關問題探討

張五河

（中國建筑材料工業地質勘查中心青海總隊，青海 西寧 810008）

影響鹽漬土物理指標測定的相關問題探討

張五河

（中國建筑材料工業地質勘查中心青海總隊，青海 西寧 810008）

通過鹽漬土性質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物理指標的影響。從而使土的物理指標試驗數據真實準確，達到真正反映土質本身物理性質的目的。

鹽漬土；物理指標；含鹽量

1 概述

在自然條件下鹽漬土中蘊含大量的易溶鹽，這些易溶鹽中的一部分可以溶解在土中的水分里。當含鹽量很大時，溶解的鹽達到一定限度(即飽和濃度)時，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。在測定含水量的方法(洪干法)中則把土中含鹽的“水溶液”，當作純水考慮，這就會使土中的固相質量增加，液相的質量減少，與自然條件下的實際情況不符。含鹽量在4%以上時，對交換性鈉有較大影響；最大干密度在含鹽量達到8%時出現；最優含水率隨含鹽量的增加逐漸減小；土的顆粒密度隨含鹽量的增加而減小，基本上呈線性關系；隨著含鹽量的增加液限、塑限呈減小趨勢，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管水和無害的毛細管水的界限，然后分類處理，從而得到真實準確的試驗數據，確保物理指標數據真實。

2 不同鹽漬土對物理指標的影響

2.1 氯鹽漬土

氯鹽漬土地區，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，毛細管水強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管水上升高度比硫酸鹽型毛細管水上升高度大時，氯鹽漬土的可塑性隨著含鹽量的增加而降低。當土中含鹽量＞20%時，土的塑限降低17.8%～22.4%，液限降低14.2%～18.2%，塑性指數降低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、密度減少從而抵抗外荷載的能力減少，同時內摩擦角及抗剪能力隨著含鹽量的增大而降低。

飽和粉土及細砂地基是十分重要的控制指標，如果不考慮水中的鹽，對工程而言偏于危險。在目前沒有提出新的測定方法情況下，建議將氯鹽漬土的實測含水量W折算為含液量，可按下列公式計算：

式中：WB——含液量(%)；

W ——含水量(%)；

Wa——強結合水含量(%)；

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

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

B值的確定：如果測得一種鹽含量為Ds%，可以按下式計算：

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

如果實測了地下水的密度值，則按表1查得B值。鹽水或者鹵水濃度達到飽和，甚至結晶析出，試驗應先稀釋，再做測定；若鹽水濃度未達到飽和時，則采用未稀釋(原樣)測定。

表1 含NaCl為主的水溶液密度與B值的關系

在求得其他的計算指標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：青海格爾木地區察爾汗某地實測含水量折算的“含液量”以及干容重計算結果如表2所示。

表2 青海格爾木察爾汗某地鹽漬土物性指標測定

2.2 硫酸鹽漬土

硫酸鹽漬土中，用烘干法測定的硫酸鹽漬土的含水量存在一定的問題。目前在測定方法沒有解決的情況下，含水量可以用計算方法加以修正。硫酸鹽漬土主要按硫酸鈉(Na2SO4)來考慮，在全部結晶時(溫度在32.4℃以下)主要吸收10個水分子(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的結晶水，因此只要測得土中的硫酸鈉的含量，便可計算出結晶時的吸水量。

若土中的Na2SO4含量為4%～6%，那么它結晶時的吸水量為5.08%～7.62%，可以看出在一定的含鹽量條件下，會使硫酸鹽漬土產生比較松的膨脹。另外，為使試驗數據協調一致，可在實測的含水量中減去含鹽量計算出的結晶析出的吸水量。在試驗過程中發現對同一含鹽量、不同干濕密度的試樣進行了增濕變形試驗，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個階段：水分擴散階段、增濕變形發展階段、變形穩定階段。通過分級浸水試驗，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，而這時候毛細管水也能溶解鹽分而增大毛細管水粘滯度，且鹽類具有吸濕性。當水粘滯度大時，水的表面張力也大，提升力也強，故毛細管水上升高度亦大。在現代鹽漬土和次生鹽漬土中，鹽分隨毛細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Na2CO3＜0.5%時，影響土的密實度和穩定性。當Na+＞15%，pH值＞8.5時，由于Na2CO3含有大量代換性Na+與水容易發生水化，使土的顆粒擴散層水膜增厚、內聚力減小，進而引起含鹽土大幅度的膨脹、密度減低、透水性變差。當Na2CO3＞0.5%時，土的膨脹性特別顯著，干燥時，土體收縮，發生裂隙，土的顆粒被易溶鹽凝聚。

3 結語

綜上所述，鹽漬土中物理指標的測定，與樣品中具體的含鹽量有直接關系。要得到物理指標的真實數值，必須消除鹽漬土中的含鹽量，并進行化學試驗和物理試驗，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的測定，以確保鹽漬土中土的試驗數值的真實性。

[1]中華人民共和國交通部.JTGE40-2007公路土工試驗規程[S].北京：人民交通出版社，2007.

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

[3]李寶玉.土工試驗[M].北京：中國水利水電出版社，2011.

[4]國家質量技術監督局，中華人民共和國建設部.CB/T 50123-1999土工試驗方法標準[S].北京：中國計劃出版社，1999.

[5]工程地質手冊編委會.工程地質手冊(第四版)[M].北京：中國建筑工業出版社，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