阿拉爾市鹽漬土工程特性數據庫建設的研究

冉志軍 劉林寶 宿智鵬 阮劉新 王 榮*

(塔里木大學水利與建筑工程學院，新疆 阿拉爾843300)

1 概述

在我國的西部廣泛分布著硫酸（亞硫酸）鹽漬土。新疆荒漠化最為嚴重，是中國最大的鹽土區。鹽漬土面積約占全國鹽漬土總面積的1/3 和新疆土地面積的6.6%，現有耕地1/3 面積存在次生鹽漬化[1]。

隨著國家西部大開發及古絲綢之后的復興，對新疆基礎設施建設投入的增加，使得新疆阿拉爾市的建設也進入了一個快速發展的時期。在快速的發展中，工程建設是極其重要的[2]。在工程建設項目當中鹽漬土對混凝土等都有比較明顯的影響，進而影響工程質量，所以要想辦法解決鹽漬土對工程施工的影響，就必須掌握鹽漬土中碳酸根離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子、氯離子、鈉鈣鎂等離子含量的詳細數據，只有這樣才能為施工設計提供數據支持，更好的保證工程質量。

本實驗研究通過整理大量的數據，為提高鹽漬土工程施工項目建設質量和增加工程建設效益，用現代信息技術儲存，并匯總數據，建設阿拉爾地區鹽漬土中離子含量的數據庫，既大大方便建設者工作，又對建筑工程的跨越發展有重要意義。

2 鹽漬土的工程危害

2.1 鹽漬土的類型

鹽漬土有很多分類方法，可以根據性質將鹽漬土分為氯鹽漬土，亞氯鹽漬土，亞硫酸鹽漬土，硫酸鹽漬土和碳酸鹽漬土；可以根據鹽化程度分為弱鹽漬土，中鹽漬土，強鹽漬土和過鹽漬土。可以根據鹽漬土的形成環境,分為濱海鹽漬土、沖積平原鹽漬土、內陸鹽漬土[3];

阿拉爾市鹽漬土類型根據離子測定為亞硫酸鹽漬土中鹽漬土。

2.2 鹽漬土的工程性質

2.2.1 溶陷性：鹽漬土中的易溶鹽遇水溶解發生體積壓縮現象。

2.2.2 鹽脹性：硫酸鹽沉淀結晶時體積增大,失水體積減小,使土體結構破壞而疏松的現象。在碳酸鹽漬土中的NaCO3含量超過0.5%時，具有明顯的鹽脹性。[4]

2.2.3 腐蝕性：鹽漬土具有較強腐蝕性。

2.2.4 壓實性差，當含鹽量超過一定的數值時,不易達到所需要的標準密度。

鹽漬土的工程地質條件除取決于所含鹽類成分、含量外,還與土壤含水量，土壤類型等密切相關。

2.3 鹽漬土的工程事故

鹽漬土的工程事故主要由鹽漬土地基浸水溶陷、含硫酸鹽地基的鹽脹和鹽漬土的地基對建筑物腐蝕等原因造成的。鹽漬土地基浸水后，土中可溶性鹽溶解，土體結構破壞，地基產生溶陷，降低甚至使地基喪失承載力，使的建筑物產生很大沉降和不均勻沉降，從而導致建筑物開裂破壞[5]。含硫酸鹽地基在土體的溫度或濕度變化不大的情況下，鹽脹對基礎埋深較淺(＜1.2 m)的建筑物損壞比較嚴重，尤其對渠道，道路、機場跑道、擋土墻、圍墻等損害嚴重。鹽漬土中含鹽水分侵蝕基礎、管、溝等地下設施材料孔隙中，通過物理化學作用使之腐蝕破壞。如基礎中未設防潮層或防潮層質量有問題則含鹽水分還通過毛細管作用，侵入地面以上的柱或墻體中，使之腐蝕破壞。

3 數據庫的建設

3.1 數據庫建設的必要性

新疆維吾爾自治區塔克拉瑪干沙漠西邊緣屬于暖溫帶極端大陸性干荒漠氣候，全年雨量稀少，地表蒸發特別強烈，地層土體鹽分含量較高，進入冬季，地下水位將鹽分帶到地層表面，在地基內富集，由于外部溫度較低，在路基內形成鹽凍脹破壞[6]。新疆鹽漬土的溶陷變形和鹽凍脹破壞是新疆鹽漬土道路的主要病害之一。

由于鹽漬土除具有以上特性外, 其物理力學性質也很不穩定。因為這些特征,使得鹽漬土存在的區域的工程建筑容易出現變形、沉陷等現象。

隨著國家西部大開發及古絲綢之后的復興，對新疆基礎設施建設投入的增加，工程規模的不斷擴大，了解鹽漬土的工程特性也就愈加重要[7]。同時隨著科技的發展，為數據庫的建設提供了可能，所以建立鹽漬土的工程特性資源庫就顯得十分必要。

3.2 數據庫建設的方法

數據庫建設初期進行實地取典型點定點取樣，進行分層取樣，然后通過室內試驗，測定其相應的工程所需的相關數據，將數據進行校對、處理并繪制相應性質草圖，最終輸出Excel 數據庫。最后以測試試驗數據庫為核心，以工程建設實際需求為基準，不斷拓展相關輔助項目數據庫以及完成圖形庫的建設。形成完整的數據網絡。

圖1

3.3 數據庫基礎數據建設

阿拉爾鹽漬土工程特性數據庫主要是在阿拉爾市未來以及現在正在建的建筑物周邊取樣，即典型點，如塔河新橋處、215省道兩側、阿拉爾境內塔里木大學東門防護林、一師高中處、.第一師十團- 十二團大橋、十團北側等可能進行的工程建設的點，進行分層取樣，然后通過室內試驗，測定其相應的工程所需的相關數據，將數據進行校對、處理、匯總形成了一個完整的數據網絡。

3.3.1 實驗方法：數據庫建立中，各項數據的測定全部按照標準土工試驗規定的方法進行測定。總鹽含量測定采用電導法；八大離子含量測試采用滴定法；鹽漬土的剪切強度采用直接剪切法；土壤含水率測定采用烘干法；土壤液塑限測定采用液塑限聯合測定法；土壤固結壓縮試驗采用單軸固結儀法。

3.3.2 數據處理：在檢測數據過程中，每組試樣測定三個樣，取平均值得到數據庫的數據信息。得出數據進行校核、匯總做成Excel 表格，并繪制相關圖表。如以一師高中為例（表1，圖1）。

3.4 數據庫的應用前景

數據庫的建設就是對各種相關的測試數據進行整合處理和利用的全過程。當前設計、建設、施工單位都會在施工前對地基等等相關工程特性進行檢測試驗，當鹽漬土工程特性數據庫建成后，這樣就轉變了傳統的分散式檢測，避免了資源的浪費。

3.4.1 數據標準化

一旦鹽漬土工程特性數據庫建立，就固定了數據存儲、使用以及數據交換等形式，實現數據的標準一致，一改往日建設，設計，施工三方分別測土的局面，統一由第三方測土，給出數據。不會因各家使用的標準不一樣而有所分歧，使得數據規范合理準確。同時增加了數據的共享性。提高了數據的價值。

3.4.2 數據更新快準確

由于復雜多變的氣候，水文，人類活動，生物影響及地質運動，鹽漬土的化學成分、含量也在不斷的變化著，這時鹽漬土的工程特性也隨之改變，這時候就需要不斷更新數據庫，而數據庫因為有專門的專業人士的管理，同時與相關的科研機構有所合作，為日后的工程建設提供了豐富的經驗，儲備了足夠的數據資料數據更新及時，數據也更加準確。

結束語

查清阿拉爾的鹽漬土發布及相關工程數據，建立阿拉爾鹽漬土的工程特性數據庫，不僅解決了工程施工過程中的反復測量的問題，還解決了數據分歧的問題。提高了工作效率，實現了數據共享，降低的企業的建造成本。