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(cè)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(lèi)土易溶鹽試驗(yàn)采用通過(guò)5mm篩孔的烘干土樣300g，砂類(lèi)土易溶鹽試驗(yàn)采用通過(guò)1mm篩孔的烘干土樣300g，細(xì)粒土易溶鹽試驗(yàn)采用通過(guò)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(cè)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(cè)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(guò)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(lèi)土和砂類(lèi)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(guò)對(duì)新疆國(guó)道312線、314線和土—烏—大等公路11個(gè)路段的砂礫土料場(chǎng)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(chǎng)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(lèi)土很少。吐—烏—大高等級(jí)公路均為礫類(lèi)土。

北疆G217線克拉瑪依至獨(dú)山子段以砂居多，礫類(lèi)土次之。南疆G314線庫(kù)米什以南路段以礫為多，砂次之。南疆G314線阿圖什過(guò)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(lèi)土或砂類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(guò)對(duì)新疆代表性路段的365個(gè)樣本篩分資料分類(lèi)可知，即使是同一類(lèi)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(guò)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?？梢钥闯觯暗[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(chǎng)土類(lèi)的平均分布曲線基本吻合且較圓滑。其中，礫類(lèi)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(chǎng)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(lèi)同一粒徑尺寸通過(guò)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(cè)定試樣制備粒徑的選擇

通過(guò)粗顆粒鹽漬土顆粒組成范圍代表值的分析可知，礫類(lèi)土通過(guò)1mm篩孔土的通過(guò)率平均為26.75%，砂類(lèi)土通過(guò)1mm篩孔土的通過(guò)率平均為64.75%，顯然礫類(lèi)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(guò)對(duì)粗顆粒鹽漬土顆粒組成范圍代表值分析表明，礫類(lèi)土的平均粒徑為5.49mm，砂類(lèi)土的平均粒徑為0.685mm，礫類(lèi)土與砂類(lèi)土在5mm和1mm篩孔的通過(guò)率比較，可知，礫類(lèi)土通過(guò)5mm篩孔的試樣相對(duì)于1mm篩孔試樣有較好的代表性，砂類(lèi)土通過(guò)1mm篩孔的試樣量有較好的代表性，也有足夠的安全度?？紤]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(guò)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(cè)試的準(zhǔn)確性。所以，礫類(lèi)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(lèi)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(cè)定試樣質(zhì)量與土水比的確定

（1）易溶鹽測(cè)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(guò)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(méi)有較明顯的規(guī)律，但用300g試樣測(cè)得的總鹽含量多數(shù)是峰值，并與100g試樣測(cè)得的總鹽含量平均相差14%。因此，用通過(guò)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(cè)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(guò)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(lèi)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(cè)方法的一致性，粗粒土試樣土水比仍采用1∶5的比例。

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

（1）礫類(lèi)土易溶鹽試驗(yàn)采用通過(guò)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(cè)液。過(guò)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(cè)定，硫酸滴定法對(duì)碳酸根及碳酸氫根測(cè)定，硝酸銀滴定法對(duì)氯根測(cè)定。在測(cè)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(lèi)土易溶鹽試驗(yàn)采用通過(guò)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(cè)液。過(guò)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(cè)定，硫酸滴定法對(duì)碳酸根及碳酸氫根測(cè)定，硝酸銀滴定法對(duì)氯根測(cè)定。在測(cè)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(cè)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(guò)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(cè)液，采用質(zhì)量法對(duì)易溶鹽總量測(cè)定，硫酸滴定法對(duì)碳酸根及碳酸氫根測(cè)定，硝酸銀滴定法對(duì)氯根測(cè)定。在測(cè)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.