公路工程粗粒鹽漬土易溶鹽試驗(yàn)方法研究

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【摘 要】為了研究公路工程鹽漬土易溶鹽合理的測定方法，對(duì)典型區(qū)域的鹽漬土進(jìn)行了顆粒組成統(tǒng)計(jì)分析、粗粒鹽漬土試樣制備粒徑研究以及土水比與含鹽量關(guān)系的分析。結(jié)果表明：礫類土易溶鹽試驗(yàn)采用通過5mm篩孔的烘干土樣300g，砂類土易溶鹽試驗(yàn)采用通過1mm篩孔的烘干土樣300g，細(xì)粒土易溶鹽試驗(yàn)采用通過1mm篩孔的烘干土樣100g，土水比1∶5進(jìn)行易溶鹽離子試驗(yàn)，測定的易溶鹽含量具有較好的代表性，符合工程實(shí)際。

【關(guān)鍵詞】道路工程；易溶鹽試驗(yàn)；方法

現(xiàn)行易溶鹽試驗(yàn)方法是工程界的經(jīng)典方法，在測試易溶鹽成分方面精確度較高，操作較方便，所以，粗粒土易溶鹽試驗(yàn)方法研究的重點(diǎn)是在粗粒土試樣制備的合理粒徑上。通過統(tǒng)計(jì)分析，室內(nèi)試驗(yàn)研究，提出了合理的易溶鹽試樣制備粒徑及土水比，以便真實(shí)地反映粗粒土含鹽狀況，確保工程質(zhì)量的前提下充分合理地利用粗粒土。

一、粗粒鹽漬土顆粒組成特征

1.典型區(qū)域粗粒土顆粒概述

粗粒土分為礫類土和砂類土，按其中含細(xì)粒土含量的多少又可分為礫（GW、GP）和砂（SW、SP）、含細(xì)粒土礫（GF）和含細(xì)粒土砂（SF）、細(xì)粒土質(zhì)礫（GM）和細(xì)粒土質(zhì)砂（SM）。通過對(duì)新疆國道312線、314線和土—烏—大等公路11個(gè)路段的砂礫土料場調(diào)查，收集了491份砂礫土顆粒分析試驗(yàn)成果資料。可以看出，天山南北山前的洪積、沖積扇上砂礫土料場主要以礫的含量居多，砂次之，含細(xì)粒土礫和含細(xì)粒土砂相對(duì)較少。其中東疆G312線梯子泉以東的地區(qū)以礫為多，砂次之，以西的地區(qū)主要為礫，砂類土很少。吐—烏—大高等級(jí)公路均為礫類土。

北疆G217線克拉瑪依至獨(dú)山子段以砂居多，礫類土次之。南疆G314線庫米什以南路段以礫為多，砂次之。南疆G314線阿圖什過境路及以西路段基本為礫。

2.粗顆粒鹽漬土顆粒組成特性

土顆粒的組成特征是以土的級(jí)配指標(biāo)不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc表示，其中不均勻系數(shù)Cu反映粒徑分布曲線上的土粒分布范圍。曲率系數(shù)Cc反映粒徑分布曲線上的土粒分布形狀。一般認(rèn)為，礫類土或砂類土同時(shí)滿足Cu>5，Cc=1～3時(shí)，則定名為良好級(jí)配礫或良好級(jí)配砂。在所調(diào)查的11個(gè)路段491個(gè)樣本中，對(duì)其中代表性路段的365個(gè)樣本篩分資料進(jìn)行歸納分析，得出粗粒土的顆粒組成平均值以及相應(yīng)的顆粒組范圍，可以看出，礫類土中，礫粒的質(zhì)量平均占總質(zhì)量的65.9%，砂粒的質(zhì)量為29.2%，粉、黏土的含量很少；含細(xì)粒土礫中，砂粒的質(zhì)量平均占總質(zhì)量為28.5%，粉、黏粒的含量為10.1%；砂類土中，砂粒的質(zhì)量平均占總質(zhì)量的63.8%，粉、黏粒的含量為2.1%；含細(xì)粒土砂中，砂粒的質(zhì)量平均占總質(zhì)量的74%，粉、黏粒的含量為10%；細(xì)粒土砂中，砂粒的質(zhì)量平均占總質(zhì)量為70.6%，但粉、黏粒含量多，平均為28.3%。

3.粗顆粒鹽漬土顆粒組成范圍代表值的確定

通過對(duì)新疆代表性路段的365個(gè)樣本篩分資料分類可知，即使是同一類土其顆粒組成也相差很大，為了便于對(duì)粗粒土的物理、力學(xué)性質(zhì)及含鹽特性進(jìn)行定量分析，在對(duì)粗粒土定名的基礎(chǔ)上，通過圖示法和歸納統(tǒng)計(jì)確定出粗粒土顆粒組成范圍的粗、中、細(xì)代表值。可以看出，砂礫土的顆粒組成的粗、中、細(xì)代表值代表了各粗粒土顆粒的組成曲線基本范圍，中值曲線間隔位置較均勻。中值曲線與各料場土類的平均分布曲線基本吻合且較圓滑。其中，礫類土的不良級(jí)配代表值曲線組粒徑偏粗，含細(xì)粒土砂代表值曲線較料場平均分布曲線偏細(xì)。各代表值粒徑分布較均勻，表現(xiàn)為各土類同一粒徑尺寸通過率的差值較均勻。

二、粗粒土易溶鹽含量試驗(yàn)方法研究

1.粗粒土易溶鹽測定試樣制備粒徑的選擇

通過粗顆粒鹽漬土顆粒組成范圍代表值的分析可知，礫類土通過1mm篩孔土的通過率平均為26.75%，砂類土通過1mm篩孔土的通過率平均為64.75%，顯然礫類土的主要顆粒粒徑以礫粒和砂粒為主，所以，粗顆粒鹽漬土易溶鹽試樣制備粒徑全部為1mm是不合理的。

通過對(duì)粗顆粒鹽漬土顆粒組成范圍代表值分析表明，礫類土的平均粒徑為5.49mm，砂類土的平均粒徑為0.685mm，礫類土與砂類土在5mm和1mm篩孔的通過率比較，可知，礫類土通過5mm篩孔的試樣相對(duì)于1mm篩孔試樣有較好的代表性，砂類土通過1mm篩孔的試樣量有較好的代表性，也有足夠的安全度。考慮到粗顆粒土易溶鹽溶液攪拌及濾液提取，若選取粒徑范圍過大，雖然試樣會(huì)有更好的代表性，但粗粒土易溶鹽溶液的攪拌及濾液提取存在困難，影響易溶鹽測試的準(zhǔn)確性。所以，礫類鹽漬土易溶鹽試樣制備粒徑選擇為5mm具有較好代表性，砂類鹽漬土易溶鹽試樣制備粒徑選擇為1mm具有較好代表性。

2.粗粒土易溶鹽測定試樣質(zhì)量與土水比的確定

（1）易溶鹽測定試樣質(zhì)量確定

為研究試樣質(zhì)量對(duì)粗粒土總鹽含量的影響，通過對(duì)同一砂礫土樣分別采500g等5種不同質(zhì)量進(jìn)行易溶鹽試驗(yàn)，分析了試樣質(zhì)量對(duì)粗顆粒鹽漬土易溶鹽總量的影響，試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在小于5mm篩孔條件下，試驗(yàn)樣品質(zhì)量對(duì)總鹽含量的影響沒有較明顯的規(guī)律，但用300g試樣測得的總鹽含量多數(shù)是峰值，并與100g試樣測得的總鹽含量平均相差14%。因此，用通過5mm篩孔和1mm篩孔的烘干土作為粗顆粒土易溶鹽試驗(yàn)樣品時(shí)，其試樣質(zhì)量采用300g更具代表性。

（2）易溶鹽測定試樣質(zhì)量確定

試樣浸出液土水比對(duì)總鹽含量有較大的影響，針對(duì)通過5mm篩孔的300g烘干土樣，進(jìn)行了不同土水比易溶鹽試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分析可知，即使是同一類土，采用不同土水比易溶鹽含量相差10%左右。為保證粗粒鹽漬土易溶鹽的充分溶解性以及試驗(yàn)可操作性，同時(shí)保持與細(xì)粒鹽漬土易溶鹽試驗(yàn)檢測方法的一致性，粗粒土試樣土水比仍采用1∶5的比例。

通過對(duì)粗粒土易溶鹽測定試樣制備粒徑的分析以及粗粒土易溶鹽測定試樣質(zhì)量與土水比的論證，得出如下結(jié)論：

（1）礫類土易溶鹽試驗(yàn)采用通過5mm篩孔的烘干土樣300g，采用土水比1∶5，浸提時(shí)間3min制待測液。過濾后的浸出液按《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ051—93）采用質(zhì)量法對(duì)易溶鹽總量測定，硫酸滴定法對(duì)碳酸根及碳酸氫根測定，硝酸銀滴定法對(duì)氯根測定。在測定硫酸根時(shí)，用EDTA間接配位滴定法滴定硫酸根離子。

（2）砂類土易溶鹽試驗(yàn)采用通過1mm篩孔的烘干土樣300g，采用土水比1∶5，浸提時(shí)間3min制待測液。過濾后的浸出液按《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ051—93）采用質(zhì)量法對(duì)易溶鹽總量測定，硫酸滴定法對(duì)碳酸根及碳酸氫根測定，硝酸銀滴定法對(duì)氯根測定。在測定硫酸根時(shí)，用EDTA間接配位滴定法滴定硫酸根離子。

（3）細(xì)粒土易溶鹽含量按《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ051—93）測試，經(jīng)鹽漬土地區(qū)公路工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證實(shí)是可行的，采用通過1mm篩孔的烘干土樣100g，采用土水比1∶5，浸提時(shí)間3min制待測液，采用質(zhì)量法對(duì)易溶鹽總量測定，硫酸滴定法對(duì)碳酸根及碳酸氫根測定，硝酸銀滴定法對(duì)氯根測定。在測定硫酸根時(shí)，用EDTA間接配位滴定法滴定硫酸根離子。

【參考文獻(xiàn)】

[1]褚彩萍，李斌.硫酸鹽漬土在多次凍融循環(huán)時(shí)的鹽脹累加規(guī)律[J].冰川凍土，1998，20（2）：89–91.