粗粒土易溶鹽試驗成鹽分析研究

文/王波 新疆北新四方工程檢測咨詢有限公司 新疆烏魯木齊 831400

鹽漬土作為一種特殊土，在環境條件變化過程中，由于土體中鹽堿成分的遷移和聚集，反復結晶與溶解，積鹽與脫鹽過程的頻繁交替與反復，使其表現出特有的工程特性，對工程建設有著不同程度的影響。通過對粗粒土顆粒組成分析、鹽漬化粗粒土不同粒徑范圍含鹽量試驗和鹽脹性的研究，提出了粗粒土易溶鹽測定方法，完善了現行土工試驗方法不適用于粗粒土易溶鹽分析的不足，從而使鹽漬化粗粒土在公路工程中得到較合理的應用。

1、鹽漬土的成因及特征

鹽漬土是不同程度鹽堿化土的總稱。在公路工程中，系指地表下1.0m內易溶鹽含量平均大于或等于0.3%的土。

1.1 地下水的礦化度較高，有充分的鹽分來源。巖層含鹽礦物的風化產物是鹽漬土中鹽分的主要來源，而且鹽漬土中鹽分的化學成分也與這些風的成分有關。

1.2 地下水位較高，毛細作用能達到地表或接。近地表，有被蒸發作用影響的可能。土中水能通過土層蒸發而形成鹽的深度稱為臨界深度。土中水的埋深大于臨界深度時，則不致形成鹽漬土。臨界深度的大小決定于土的毛細上升高度和蒸發強度。

1.3 氣候比較干燥，一般年降雨量小于蒸發量的地區，易形成鹽漬土。例如我國西北地區降水稀少，蒸發量大，一般年降水量在200mm以下而蒸發量卻高達3000mm以上，干燥度可高達80左右，相對濕度只有40%。

2、公路工程中鹽漬化粗粒土合理應用

粗粒土按公路工程分類，分為礫類土和砂類土，是良好的筑路材料，代表性的粗粒土顆粒組成，通過1mm篩孔土的通過率： 礫類土為 19%-32%，砂 類 土 為 47%-95%，平 均64.75%，顯然粗粒土的主要粒徑以礫粒組和砂粒組為主，因此仍采用通過1mm篩孔的烘干土進行粗粒土的易溶鹽測定是不合適的，不能代表粗粒土含鹽量的真實情況。

2.1 粗粒土不同級配范圍與總鹽含量的關系

通過大量的調查試驗，對同一料場的砂礫土試樣篩分為＜60mm(即混合料)、＜10mm、＜5mm、＜2mm、＜1mm等不同的級配料，分別進行土的總鹽含量試驗，其結果總鹽含量的測定值隨試樣的粒徑范圍的不同而變化，粒徑范圍愈小測定值愈大，＜5mm粒徑范圍的測定值變化最明顯，且土的實際總鹽含量越大則變化更為突出，各土類不同粒徑范圍總鹽含量的平均值，其中＜1mm粒徑范圍的含鹽量大于其他粒徑范圍的含鹽量，其差值對礫類土平均大于25%-55%，砂類土平均大于20%-40%，其中＜5mm的含鹽量最接近各粒徑范圍的平均含鹽量，因此粗粒土通過5 mm篩孔的試樣有較好的代表性，也有足夠的安全度。

2.2 試樣質量和土水比對總鹽含量的影響

同一砂礫土試樣分別采用100-500g不同質量備制試驗樣品進行總鹽含量測定，其結果沒有明顯的規律，變化幅度不大，一般為5%左右，表明試樣質量的變化對總鹽量影響不大，不過＜5mm的土試樣質量用300g 測量的總鹽含量多數是峰值，因此用通過5mm篩孔的烘干土作為粗粒土易溶鹽試驗樣品時，其試樣質量可采用300g。試樣浸出液土水比對總鹽量有較大的影響，同一類土不同土水比的試驗結果相差25%以上，為保持與現行易溶鹽試驗方法的一致性，對水土比未做過細試驗分析，粗粒土試樣土水比仍采用1∶5的比例。

2.3 粗粒土易溶鹽含量測定方法

總鹽含量的測定，礫類土中的級配良好礫(GW)或級配不良礫(GP)、含細粒土礫(GF)、砂類中級配良好的砂(SW)或級配不良砂(SP)、含細粒土砂(SF)類土，其易溶鹽總量的測定采用通過5mm篩孔的烘干土樣300g、土∶水=1∶5、浸泡振蕩3 min的浸出液，按公路土工試驗規程質量法進行測定。

礫類土中粉土質礫(GM)、粘土質礫(GC)、砂類土中粉土質砂(SW)、粘土質砂(SC)類土，其易溶鹽總量的測定仍按《公路土工試驗規程》(JTJ051-93)規定，通過1mm篩孔的烘干土樣100～300g，土∶水=1∶5，浸泡振蕩3min的浸出液進行測定。

2.4 成鹽分析計算

成鹽分析是將易溶鹽試驗中測量的各種離子含量，按其結合原則進行成鹽計算，求得各種鹽的質量百分率。各種離子結合的原則是按陽離子與陰離子以等當量的方式結合，且按鹽的溶解度由小到大或由大到小的順序相結合。成鹽計算方法可采用手算或計算程序進行。

2.5 粗粒土的鹽脹性分類指標

鹽漬化粗粒土的鹽脹性與細粒土有相同之處也有不同之處，鹽脹量隨土的硫酸鈉含量增大而增大，并與鹽性不同有較明顯差別，過硫酸鹽＞強亞硫酸鹽＞ 中亞硫酸鹽＞ 中氯鹽; 鹽脹量在0～-5℃變化最大，且總脹量的大部分在這個降溫區間完成，低于-15℃以后脹量值基本不再增加，脹量值隨粗粒土中細料含量增加而增大，粗粒土和細粒土含鹽量相同時，鹽脹量的差值較大。鹽漬土的鹽漬化程度分類指標鹽漬土的鹽漬化程度按土的平均含量進行分類，將細粒土與粗粒土分別規定分類，粗粒土的總鹽含量是通過1mm篩孔試樣的試驗值，鑒于粗粒土易溶鹽的試驗方法與細粒土不同，采用通過5mm篩孔易溶鹽測定值與通過1mm篩孔值的比值平均小于0.75，同時粗粒土的鹽脹，溶陷特性與細粒土也有所不同，其危害性要小。因此按本項研究成果對鹽漬土的鹽漬化程度分類指標建議做適當調整。含鹽量、粗粒土按推薦的易溶鹽測定方法大部分為通過5mm篩孔試樣測定，細粒土、風積沙以及細粒土砂仍按通過1mm篩孔試樣測定;調整后的分類指標對氯鹽土有所放寬，硫酸鹽漬土從嚴，弱、中鹽漬土的指標也做了適當放寬，以利于在公路能得到較合理的應用。

路基是路面的基礎，只有確保路基長期穩定，才能防止產生路基、路面病害。鹽漬土地區的公路路基設計應在做好調查研究和勘探試驗工作的基礎上進行特殊設計，以滿足路基強度和穩定性、耐久性等方面的要求。