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《農安鹽漬土凍脹及反復凍融強度衰減特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、本文受國家自然科學基金項目“松嫩平原分散土成因機制及水熱鹽耦合離子遷移模型研究”(No.41372267)、“寒旱區(qū)土體鹽漬化HTSM多場耦合地質環(huán)境系統(tǒng)災變演化機理與工程效應研究”（No.41430642）和高校博士點基金項目“干濕凍融循環(huán)對吉林西部分散土的影響及機理研究”（No.20120061110054）的資助。內容提要鹽漬土對工程建設的危害是多方面的，由此造成的經(jīng)濟損失也十分巨大。吉林省農安縣屬于典型季凍區(qū)，分布著大量鹽堿化較重的土壤，該地區(qū)的各類土木工程經(jīng)常會受到碳酸鹽漬土的凍脹和反復凍融的影響。路基路面的凍脹翻漿、堤壩坡腳的凍脹開裂和凍融作用下鹽漬土地基的承載力
2、不足等病害，已經(jīng)成為制約鹽漬土工程成敗的關鍵。為給碳酸鹽漬土地區(qū)鹽漬土工程的凍脹和反復凍融強度的破壞尋找理論依據(jù)和機制，本文結合國家自然科學基金項目“松嫩平原分散土成因機制及水熱鹽耦合離子遷移模型研究”（No.41372267）、“寒旱區(qū)土體鹽漬化HTSM多場耦合地質環(huán)境系統(tǒng)災變演化機理與工程效應研究”（No.41430642）和高校博士點基金項目“干濕凍融循環(huán)對吉林西部分散土的影響及機理研究”（No.20120061110054），以農安縣的碳酸鹽漬土土樣為研究對象，分別對其進行了凍脹和反復凍融作用下的超聲波波速和單軸抗壓強度研究。首先對土樣的基本物理化學性質進行試驗分析，
3、確定農安鹽漬土為易溶鹽含量較高、弱堿性、非有機質、級配良好、中液限、鈉離子含量很高的碳酸粉質亞粘土。再結合工程實際情況制備不同的含鹽量、擊實度和含水率土樣，進行鹽漬土凍脹性試驗，試驗結果表明凍脹性與含水率成正比，最低含水率在16%以上；低含鹽量土凍脹與擊實度成正比，高含鹽量土凍脹與擊實度成反比；含鹽量小于1.5%時凍脹與含鹽量成正比，反之成反比。然后考慮含鹽量、擊實度、含水率和凍融次數(shù)4個因素的影響對土樣進行反復凍融情況下的超聲波波速和單軸抗壓強度研究。超聲波測試分析結果表明，各試驗工況土樣的波速隨著凍融次數(shù)呈下降趨勢，不含鹽土波速與含水率成明顯的反比關系。而鹽漬土波速在凍融
4、5?50次時，與含水率成正比關系，波速與擊實度總體呈正比關系；反復凍融作用下單軸抗壓強度研究表明凍融強度隨凍融循環(huán)次數(shù)而衰減，凍融強度與擊實度成正比，與含水率、含鹽量成反比關系。通過反復凍融強度和波速的關聯(lián)性分析，從機制學角度討論了影響二者關聯(lián)性的因素水平及規(guī)律，以期將這種無損檢測強度的手段應用到今后強度測試中。最后，由灰關聯(lián)度和粗糙集確定鹽漬土反復凍融強度衰減的主要影響因素及權重大小順序為凍融次數(shù)>含水率>擊實度>含鹽量。以擊實度、含水率、含鹽量、凍融次數(shù)建立了凍融強度衰減BP神經(jīng)網(wǎng)絡預報模型，該模型具有很好的收斂性，但測試誤差起伏略大，在一定條件下該模型能較好的預測和描述
5、碳酸鹽漬土的反復凍融強度，可以為工程設計提供一些參考。中文摘要農安鹽漬土凍脹及反復凍融強度衰減特性研究導師：陳劍平學生：李棟國專業(yè)：地質工程中文摘要吉林省農安縣位于松遼平原腹地，由于地勢低平，排水不暢，淺層地下水礦化程度較高，所以土壤鹽堿化嚴重，而且分布廣泛。經(jīng)檢測鹽漬土中易溶鹽以碳酸氫鈉為主，故鹽漬土類型屬于碳酸鹽漬土。農安縣屬于典型季凍區(qū)，冬季嚴寒、夏季炎熱，這種氣候條件下，在該地區(qū)建設的各類土木工程經(jīng)常會受到鹽漬土的凍脹和反復凍融下鹽漬土強度衰減的影響。困擾該地區(qū)鹽漬土工程的凍脹病害隨處可見，例如該地區(qū)引水灌溉渠工程的堤腳、壩腳土體在碳酸鹽-凍作用下經(jīng)常發(fā)生膨脹開裂；翌
6、年融化后，在水鹽作用下引起堤腳和壩腳的塌陷破壞；橋梁、涵洞基礎在鹽-凍脹作用下出現(xiàn)變形過大、穩(wěn)定性不足等問題；部分高填深挖路基邊坡的擋土墻，由于墻后碳酸鹽漬土的凍脹作用而產(chǎn)生斷裂；碳酸鹽漬土路基路面的凍脹翻漿破壞等，對工程的正常使用和耐久性都造成了很大的影響。由于季凍區(qū)的氣候特點，該地區(qū)的鹽漬土工程還會受到反復凍融的影響，鹽漬土的凍融強度會隨著凍融次數(shù)的增加出現(xiàn)一定的衰減，直接影響著工程的穩(wěn)定性。例如路基邊坡的凍融滑塌、路基主體的融沉變形和凍融作用下鹽漬土地基的承載力不足等。鹽漬土工程的凍脹和凍融破壞作用會增加更多的維護費用，造成建設資金的二次投入，所以鹽漬土的這些病害嚴重影
7、響了工程建設的發(fā)展，已經(jīng)成為制約鹽漬土工程成敗的關鍵。因此，在不同狀態(tài)、不同條件下進行碳酸鹽漬土的凍脹和反復凍融作用下強度的研究已迫在眉睫。目前學者們對濱海地區(qū)、新疆、青海、甘肅等地區(qū)的氯鹽漬土和硫酸鹽漬土的凍脹和凍融強度研究的較多，而且也取得了一定成果。對于吉林省西部地區(qū)碳酸鹽漬土，在這方面研究的還較少，尤其是反復凍融強度衰減特性的研究成果和文獻資料相對更少。本文以吉林省農安縣的碳酸鹽漬土土樣為研究對象，通過室內凍脹力和凍脹率試驗進行鹽漬土的凍脹特性研究；通過室內多次凍融循環(huán)下超聲波波速和單軸抗壓強度
