呼倫貝爾草原鹽漬土巖土工程性質試驗研究

王川川，劉春明，謝遠征

(1.東北林業大學工程咨詢設計研究院有限公司,黑龍江 哈爾濱 150040；2.中交一公局第五工程有限公司,北京 100000)

呼倫貝爾草原分布有大面積的鹽漬土區，屬不良地質現象，其巖土工程性質較差，屬軟弱土。呼倫貝爾草原的鹽漬土主要分布在低洼溝谷地帶，厚度分布不均勻，嚴重影響該地區工程建設的穩定性，因此，需要了解和掌握該地區鹽漬土的巖土工程性質。本文以阿拉坦額莫勒至阿日哈沙特口岸公路項目AA-2合同段K71路段為例，通過現場勘察和室內巖土物理力學試驗，研究呼倫貝爾草原鹽漬土的巖土工程性質。

1 現場工程地質概況

阿拉坦額莫勒至阿日哈沙特口岸公路項目AA-2合同段，地理坐標范圍位于約東經116°30’～117°30’，約北緯48°40’～49°30’。路線基本為由東至西走向，本合同段起點位于甲烏拉礦(K41+000)，終點位于阿日哈沙特口岸(K81+413.566)，路線全長40.413 km，AA-2標段項目位于呼倫貝爾大草原中，地形平坦，局部線路穿行于低山、丘陵之中，該地區屬于北溫帶大陸性季風氣候，為干旱、半干旱地區。四季變化明顯，常年盛行西北風，春節干旱多雨，夏季燥熱，冬季漫長而寒冷。年平均氣溫0.4 ℃，最冷月份是1月，月份平均氣溫-22.1 ℃；最熱月是7月，月平均氣溫21.3 ℃。年極端最低氣溫為-38 ℃，標準凍深2.8 m。年平均降雨量為250 mm。牧草生長季節4～9月，平均降水量在100～180 mm之間。初霜日一般在9月末，終霜日一般在5月中旬，無霜日為128 d左右。

2 研究區地基土物理力學試驗

本文選用K71路段的土樣做了一些室內土工試驗，為達到最佳的試驗效果，試驗中采用的土樣均為鉆探所取的原狀土樣。首先對各個深度的土樣進行了最基本的物理力學性質試驗，其中包括天然含水率、天然密度、重度、液塑限以及顆粒級配分析等。

如圖1所示，試驗土樣顆粒分析曲線，由試驗結果可知：泥炭質土土顆粒中，粒徑在0.075 mm以下的比例為43.6%；細砂土顆粒中，粒徑在0.075 mm以下的比例為74.5%；粘土顆粒中，粒徑在0.075 mm以下的比例為76.8%；粗砂土顆粒中，粒徑在0.075 mm以下的比例為13.1%。

圖1 K71路段泥炭質土顆粒組成曲線

據K71左坡腳鉆孔揭示，0～10m深度范圍內為第四系全新統沖積積層(Q4al)，該區地層由上至下描述如下：

(1)泥炭質土：黑色，有腥臭味，含有機質，易崩解，含砂。含水量在20.8%～23.5%之間，有機質含量在17.6～18.3%之間。層頂為地表面，該層厚度2.50～3.30 m。

(2)細砂：灰色，稍密，飽和，主要成分為石英及長石，分選性好。層頂埋深在2.50～3.30 m，該層厚度2.50～3.30 m。

(3)礫砂：灰色，稍密，飽和，主要成分為石英、長石及火成巖碎屑。層頂埋深在2.80～4.0 m，該層厚度6.50～6.60 m。

(4)粘土：灰色，可塑，中高壓縮性土，干強度中等，韌性中等，切面光澤，總含水量在15.1～15.9%之間。層頂埋深為4.60～6.10 m，該層厚度0.80 m至未揭穿，局部分部。

(5)礫砂：灰色，稍密，飽和，主要成分為石英、長石及火成巖碎屑，磨圓度較好。層頂埋深在6.60 m，該層厚度未揭穿。

研究中，為了掌握地基土的抗剪強度指標，對試驗土樣做了室內直接剪切試驗，以了解地基土的抗剪強度參數c、Ф值。

由剪切試驗可得到K71路段地表泥炭質土層剪應力隨正向應力變化圖和剪應力與剪切位移的變化曲線，得知泥炭質土的粘聚力為5.8 KPa，內摩擦角為13.5°，其他土層試驗參數見表1。由試驗結果，可知，泥炭質土層巖土工程條件較差，屬軟弱土層。

表1 K71路段巖土體基本物理、力學指標測試結果

3 結 語

(1)通過現場勘察和室內試驗可知，阿拉坦額莫勒至阿日哈沙特口岸公路項目K71路段各個土層的分布情況和巖土工程性質，揭示了一些物理指標之間、物理指標與力學指標之間的相關關系。

(2)呼倫貝爾草原鹽漬土屬軟弱土層，其主要成分為淤泥質土和粘土，含水量較大，滲透系數較小；直接剪切試驗數據表明鹽漬土層試驗土樣抗剪強度較低。相關參數可為呼倫貝爾草原鹽漬土區域工程加固的設計和施工提供參考。