乾安碳酸型鹽漬土的孔隙特征

摘要：

為了研究鹽漬土的孔隙特征，在乾安地區選擇凍深范圍內的代表性剖面，取樣并進行鹽漬土基礎物理性質測試和壓汞試驗，得到地表以下凍深范圍內不同深度處土體基本性質及孔隙分布特征。試驗結果表明：鹽漬土的原狀剖面表觀形態、粒度成分、土體孔隙分布特征均呈現一致的三層分帶；天然狀態下碳酸型鹽漬土的孔徑可分為微、小、中、大與超大孔隙5級，界限孔徑依次為0.040、0.400、4.000、40.000 μm；隨著深度增大，3層土體的孔隙分布曲線峰值個數減少，各深度土體的孔隙以大孔隙為主，中孔隙次之，超大孔隙體積分數僅在表層較高但整體低于中孔隙，微、小孔隙體積分數較低且在小范圍波動。分析認為自重應力對土體結構的壓密作用、蒸發淋濾產生水分及細粒的遷移、氣候變換導致的凍融循環作用是影響研究區孔隙分布特征的三大因素。

關鍵詞：

乾安；碳酸型鹽漬土；孔隙特征；孔隙分布形成機理

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20210359

中圖分類號：TU411.92

文獻標志碼：A

收稿日期：2021-11-15

作者簡介：陳劍平（1957—），男，教授，博士生導師，主要從事巖體工程地質方面的研究，E-mail： chenjp@jlu.edu.cn

通信作者：王清（1959—），女，教授，博士生導師，主要從事土體工程地質方面的研究，E-mail： wangqing@jlu.edu.cn

基金項目：國家自然科學基金項目（41820104001，41627801）；吉林省水利廳資助項目（126002-2020-0001）

Supported by the National Natural Science Foundation of China （41820104001，41627801） and the Department of Water Resources of Jilin Province （126002-2020-0001）

Pore Characteristics of Bicarbonate Saline Soil in Qian’an Area

Chen Jianping， Li Xinghua， Wang Qing， Han Yan， Liu Jing， Han Mengxia

College of Construction Engineering， Jilin University， Changchun 130026， China

Abstract：

To study the pore characteristics of natural bicarbonate saline soil in Qian’an area， a representative soil profile within the frozen depth was selected and sampled. The particle composition and pore size distribution of undistributed soil at different depths were measured by laser diffraction particle size analyser and mercury intrusion porosimetry， respectively. The results show that a consistent three-layer stratification characteristics exists in the undisturbed profile morphology， grain size composition and soil pore distribution. The pore size of soil samples could be grouped into micro， small， medium， macro and super macro pores， with limit pore diameter of 0.040， 0.400， 4.000 and 40.000 μm， respectively. With the increase of depth， the number of peak values of pore distribution curves decreases along the three layers of soil. The volume fraction of super macro pores is relatively higher only near the surface layer and lower than that of medium pores as a whole. The volume fraction of micro and small pores both decreased along the depth and fluctuated within a narrow range. It is concluded that the compaction effect of gravity stress on soil structure， the dry-wet cycles due to evaporation and leaching， and the freeze-thaw cycles caused by climate change are the three major factors affecting the pore distribution characteristics.

Key words：

Qian’an area; bicarbonate saline soil; pore characteristics; formation mechanism of pore distribution

0 引言

鹽漬土是一類具有腐蝕、溶陷、鹽脹等特殊性質的土的總稱，《巖土工程勘察規范（GB 50021—2001）》［1］ 中，將易溶鹽質量分數高于0.3%的土劃分為鹽漬土。吉林西部位于我國最大的蘇打鹽漬土分布區——松嫩平原的腹地，由于復雜的氣候及地理環境，該區域土體鹽漬化問題日益突出，農業發展、工程建設、土地利用等都受到嚴重影響，因此對土地鹽堿化的治理迫在眉睫［2-3］。近10年來，為響應國家糧食安全戰略目標，吉林省啟動土地開發整理項目，主要通過修建人工水渠以淡水淋洗灌溉的方式改善鹽漬化現象，并為寒旱地區供水，以期在實現添地增糧的同時穩定并修復當地脆弱的生態環境，逐步實現環境治理與經濟發展相互促進的目標［4-5］。然而在工程實踐中發現，在乾安地區水利、道路等工程建設的開展中出現了一系列道路翻漿、邊坡淺層滑移與失穩、基礎侵蝕與開裂破壞等工程問題，這直觀表明了乾安地區鹽漬土在工程應用中存在的不穩定性。王清等［6］認為土的力學性質是土的微觀結構的宏觀表現，孔隙的變化易受到水-熱-鹽-力多場耦合的影響，且具有復雜多變的性質［7-8］，如未凍水遷移、水鹽重分布等作用和發生機制多是在孔隙中進行，因而研究土體的微觀孔隙結構有助于更為全面地認識上述問題。

近年來，許多學者對不同影響因素條件下土體的孔隙特征演變及其對工程性質的作用進行了相關研究。周暉等［9］研究了固結作用下孔隙特征變化與軟土壓縮性和滲透性之間的關系，認為較大孔隙易于被壓縮或分裂成微小孔隙，并顯著改變土體孔隙尺度及其分布特征，從而影響土體壓縮性和滲透性。蔡光華等［10］運用壓汞試驗和掃描電鏡研究干濕循環作用對黏土微觀孔隙特征的影響，并認為干濕循環次數增加會導致黏土孔隙總體積、中間孔徑、平均孔徑及孔隙率的增加。張澤等［11］用壓汞法研究凍融作用對黃土孔隙特征影響，認為凍融作用會導致孔隙不均勻性及復雜程度的降低。王清等［12］通過分形幾何理論對黃土壓汞試驗數據進行處理，利用孔隙累計曲線在分段無標度區間內的自相似特征為孔徑劃分研究開創了新方法。

上述研究多考慮單一影響因素對室內重塑土體孔隙特征的影響，但土的天然孔隙分布特征是自然沉積和多種環境風化作用的產物，與諸多宏觀環境因素等關系緊密，其影響著土的工程地質性質如水鹽遷移、固結與凍脹變形、力學強度、污染物運移等特性［13-15］。因此，關于原狀土體孔隙特征的研究可為解決實際工程問題奠定基礎。本文針對吉林西部乾安地區不同深度的原狀鹽漬土，利用壓汞試驗測試各深度鹽漬土的孔隙結構，得到土體凍深范圍縱向剖面的孔隙分布特征（包括孔隙特征曲線、孔隙率、平均孔徑），并對孔隙類型進行劃分，在此基礎上分析了各級孔徑的孔隙分布隨深度不同而呈現分層差異的影響因素，討論了多種環境因素對不同深度土體孔隙結構的劣化作用，以期為研究區的相關工程建設和生態環境治理等提供數據和理論支持。

1 試驗土樣與方法

1.1 野外調查取樣

本研究土樣于2020-10-21取自乾安縣花敖泡東南側，取樣點坐標為44°59′0.61″N， 123°56′26.56″E，如圖1所示。前期調查發現乾安地區最大凍結深度為180 cm左右［16］，為充分考慮環境風化作用對土體結構的影響，選取深度0～200 cm范圍的土體，每隔20 cm作為一個研究層取樣研究。通過挖掘機對選取位置進行初步開挖，隨后經過筒狀鍬修整得到垂直平整的深約200 cm的地層剖面。取樣時，在各層分別取長、寬、高均在10～20 cm之間的不規則土塊，從內到外依次用棉花和保鮮膜包裹，并放置在泡沫箱中減少運輸過程中的擾動，以用于室內試驗。

現場開挖得到的地層剖面表觀形態與質地如圖2所示。對各深度樣品進行室內物理性質測試：采用LP-100D數顯式土壤液塑限測定儀進行液塑限的測定，

利用BT-9300LD型激光粒度儀進行粒度成分的測定，其結果如表1所示。以液塑限和粒度組成為依據，按照《工程巖土學》［17］中的方法進行定名（表1）。在現場描述的基礎上，結合粒度成分的定名結果，可以將地層分布劃分為3層：第一層為0～80 cm深度范圍，由表層5～10 cm厚的淺黃色土層與其下部深褐色含砂中亞黏土組成。該層土中植物根孔特別發育，根孔內充填淺色黏土。土體觸摸質感略光滑，粒度分析結果顯示該層土體的黏粒質量分數較高，其中40～80 cm處的黏粒質量分數達到15.8%～19.4%。第二層為80～150 cm深度范圍的含砂亞黏土層。該層土體隨深度增加由棕黃色向灰白色漸變，且蟲孔及根孔也隨深度的增加而減少，土體表面無光澤且觸摸有粉砂顆粒質感，粒度測試結果顯示該層砂粒的質量分數為36.4%～51.8%，顯著高于其他深度。在140～150 cm深度處可見明顯的不規則分界面，即呈波狀起伏的灰白色條帶夾層，

其佐證了該區域經歷過湖相沉積環境。第三層為位于150～200 cm深度范圍的灰褐色含砂亞黏土層。該土層顆粒團聚現象明顯，節理裂隙發育并切割土體呈“蒜瓣土”，土體受到的褐色鐵銹浸染現象隨深度增大逐漸減少，該層土的顆粒質感相對上層較細膩，粒度成分顯示相較于其他部位土體，該處砂粒的質量分數更少而粉粒的質量分數更高。

1.2 壓汞試驗

壓汞法在測量固體材料孔隙特征方面具有定量性、可靠性、測速快等特點，是測量孔隙特征的常用方法之一。壓汞法測孔隙首先由Ritter等［18］提出，是利用汞對固體表面不浸潤的特性，即僅在外部壓力作用下克服其表面張力才進入介質的不同孔徑的孔隙。壓汞法建立于壓力與孔徑的相關關系即Washburn方程［19］：

p=-2σcos θ/r。（1）

式中：p為進汞壓力，Pa；σ為汞的表面張力，一般取485 N/m；θ為汞與固體的接觸角，通常取140°；r為圓柱體孔隙等效半徑，m。

壓汞儀器選用AutoPore 9500型全自動壓汞儀（美國，圖3），其測量范圍為0.003 ～ 360.000 μm。該儀器能夠自動記錄各級壓力和進汞量并根據式

（1）自動換算為各級孔徑與對應的孔隙體積。實驗前對所取原狀樣選取中心位置掰取

最大邊長不超過3 cm的不規則幾何體土樣。由于對土樣處理的傳統方法如風干法、烘干法會導致樣品發生顯著收縮而改變孔隙特征，故先對所取土樣進行真空冷凍干燥處理，即置入液氮中凍結0.5 h左右，使土樣中的液態水不經膨脹直接轉變為非結晶態冰;隨后迅速將凍結過的土樣轉移至冷凍干燥機中，在-50 ℃條件下抽真空8 h使非結晶態冰被升華排出;最后取出土樣，將其中心部位分割成體積在1～2 cm3之間的不規則幾何體樣品，再入膨脹計中進行壓汞試驗。

2 試驗結果

2.1 土體孔隙累計進汞曲線

各深度土樣的孔隙體積累計曲線如圖4所示。試驗結果顯示實測孔徑范圍在0.005～350.000 μm之間，由于汞進入孔隙時的順序是先大后小，因此孔隙累計進汞體積即表示大于某孔徑時的孔隙總體積，故孔徑0.005 μm對應的孔隙累計進汞量即為壓汞可測范圍的孔隙總體積。由圖4可知，孔隙總體積隨深度的增加整體呈減小趨勢，這是因為在沉積過程中深度的增大能引起自重應力增加，使土體受到的壓密作用增強，土顆粒受擠壓而相互靠近，從而導致土體孔隙累計進汞總體積隨深度增加而遞減。埋深20 cm處土層較表層1 cm深度的土層的孔隙總體積降低16.1%，而埋深40 cm處的土層較20 cm的土層孔隙總體積降低僅約為2.0%，在

60 cm及以下深度土體孔隙總體積減小更緩慢。這是因為土體的表層受到環境風化作用劇烈且多樣，隨深度的增加，各外營力風化作用迅速衰減，故淺部土層的孔隙總體積變化差異較大。

在孔隙累計進汞總體積曲線中，除40 cm深度外，各曲線的孔徑在0.040 μm、2.000 μm及40.000 μm附近均出現明顯拐點，因此可將各曲線分為4段：第1、2段分別對應為lt;0.040 μm及0.040～2.000 μm段，其斜率平緩，反映了微小孔隙的體積分數較小，這與前文土的粒組測試中黏粒的質量分數不超過20%，故顆粒內孔隙體積分數較低有關；而lt;0.040 μm段的孔隙體積累計進汞曲線斜率較0.040～2.000 μm段斜率更陡，說明顆粒內孔隙的體積分數較高。第3段為2.000～40.000 μm區間，該段相對其他折線段斜率最高，最高及最低點的差值占進汞總體積比例最大，表明孔隙主要分布在這一范圍內；與此對應，在土體粒度成分測試結果中，粉粒占主要優勢。第4段為孔徑gt;40.000 μm的區間，其孔隙體積分數為10%～20%，從縱深尺度看，淺層土體孔徑gt;40.000 μm時的孔隙占比明顯高于深層，且隨深度的增加而迅速降低，且埋深在40 cm以下深度的孔隙體積分數保持在10%以下，而在最大凍深范圍外即gt;180 cm深度的土體，孔徑gt;40.000 μm的孔隙體積分數陡升至10%～20%，這一現象有效說明了經歷凍融循環作用的土體孔隙結構受到了顯著的影響。在埋深約40 cm處的土體，其孔隙累計進汞總體積曲線形態展現出不同于其他土層的特點，其拐點在0.200 μm以及4.000 μm處。

2.2 土體孔隙分布曲線

將圖4中各深度的孔隙累計進汞總體積曲線進行求導得到對應的土體孔隙分布曲線，結果如圖5a所示，由于11條曲線形態差異較大，無法進行有效分析，故根據曲線形態相似性，將土體按深度劃分為0～80 cm（圖5b）、80～150 cm（圖5c）以及150～200 cm（圖5d）三層。由于每一層的曲線形態具有相似性，故選取不同層之間相鄰的曲線（80 cm及150 cm）作為下一層的對照組，進而直觀地對比不同層位的孔隙分布差異。而這一結果與前文中以剖面表觀形態和粒度成分結果為依據的分層結論相印證，反映孔隙特征這一微觀指標與土體宏觀物理性質存在緊密的聯系。

第一層的孔隙分布曲線如圖5b所示，該深度范圍的孔徑分布曲線呈三峰分布：第1峰的峰寬范圍在0.006～0.040 μm之間，各深度處土體的峰值區間為0.035～0.070 mL/g；第2峰的峰寬范圍在0.400～4.000 μm之間，峰值最高達到0.317 mL/g；第3峰寬范圍在大于4.000 μm的區間，其孔隙分布較為復雜，峰值高度大體相近，孔隙體積在小尺度范圍內波動，且不存在明顯的最可幾孔徑。

第二層的孔隙分布曲線如圖5c所示，該深度范圍的孔隙分布曲線呈三峰分布：主峰（第3峰）的峰寬范圍在4.000～40.000 μm區間，最可幾孔徑為10.000 μm左右；深度為80 cm與120 cm處的次峰（第2峰）的峰寬范圍0.400～4.000 μm峰值隨深度的增大顯著降低并消失，同時4.000～40.000 μm的孔隙體積從0.180 mL/g增加到0.300 mL/g；深度為80～100 cm處小峰（第1峰）的峰寬范圍為0.006～0.040 μm，峰值對應的孔徑約為0.020 μm，且峰值隨深度的減小而增加。

第三層的孔隙分布曲線如圖5d所示，該深度范圍孔隙分布曲線總體呈現單峰分布特征，其峰寬范圍主要分布在1.000～40.000 μm，最可幾孔徑在7.000 μm附近，相較上層土體峰值向小孔徑方向移動，峰寬范圍增大但峰值高度顯著降低。

2.3 土體孔隙特征參數

由壓汞數據以及孔隙特征曲線（包括孔隙體積累計曲線和孔隙分布曲線）可以提取出乾安地區不同深度處的土體孔隙特征參數，包括孔隙率、孔隙總體積以及平均孔徑，結果如圖6所示。由圖6a可知壓汞試驗測得各層土的孔隙率在32.1%～44.5%之間。孔隙率與孔隙總體積隨著深度的增加而減小，反映土層中自重應力對孔隙特征的影響較大。由土樣物理性質計算的孔隙率較壓汞試驗實測孔隙率大，二者整體呈波動減小的趨勢并存在一個差值；分析其原因可知一些寬大孔隙超出壓汞儀測量范圍，且壓汞試驗樣品具有明顯的尺寸效應，無法包含土體結構面之間的大孔隙，因此孔元元等［20］認為根據

物理性質計算得到的孔隙率與壓汞試驗測得的孔隙率之差是土體結構裂隙的體積占比。基于此，本文認為隨深度增大，土體裂隙發育略微增大，在圖2的現場勘探照片中，160 cm以下的結構面發育“蒜瓣土”，與這一現象相對應。這是由于在溫度梯度影響下凍結鋒面向下部深層移動的動態過程中，分凝凍脹作用對土體結構的改造。而土壤的平均孔徑隨深度增加的變化幅度較大，如圖6b所示，在0～80 cm深度土體孔隙的平均孔徑呈減小趨勢，在80～120 cm深度呈現增加趨勢，且在120 cm處達到整個研究深度的平均孔徑峰值，隨后在120～200 cm深度范圍平均孔徑減小。這是由于埋深120 cm深度處土體砂粒組的質量分數超過50.0%（表1），其附近深度處土體砂粒組的質量分數也明顯高于其他深度，而黏粒質量分數僅為5.0%左右。由于大量砂粒搭接形成架空孔隙，但較少的黏粒不能有效充填這些架空孔隙，使土體呈現出結構疏松多孔，平均孔徑顯著較大。

2.4 孔隙類型劃分

為分析各層土樣在不同孔徑范圍內孔隙占比的相互轉化規律，學者們采用了不同的孔隙分類標準［21-23］。本文根據試驗結果的特征，將采用王清等［12，24］的孔徑劃分方法，即對壓汞實驗數據進行數據處理得到孔隙特征曲線，以孔隙特征曲線的分段性作為臨界孔徑的劃分依據。孔隙累計曲線的多段性表明了土體孔隙結構的復雜性及不均勻性，因此其統計結果具有了多重分形特征，而每段折線段則反映了土體孔隙在該尺度范圍內的統計自相似性，可知該方法更具科學性。本文在此基礎上綜合孔隙體積累計曲線的轉折點以及孔隙分布曲線的峰寬區間界限等，并參考Shear等［25］提出的孔隙定性歸類方法將研究區孔隙類型作如下劃分：微孔隙（lt; 0.040 μm），多為顆粒內孔隙；小孔隙（0.040～0.400 μm），主要為顆粒間孔隙；中孔隙（0.400～4.000 μm），多為顆粒間及部分團粒內孔隙；大孔隙（4.000～40.000 μm），多為團粒內孔隙；超大孔隙（gt;40.000 μm），多為團粒間孔隙。根據上述劃分標準，整理其統計結果如表2所示，將其數據可視化為如圖7a 所示的柱狀圖。為了更直觀地研究各級孔徑的體積分數隨深度的變化趨勢，將結果以曲線圖表示，見圖7b。

由圖7b總體來看：各級孔隙以大孔隙為主，其體積分數多在40%以上，最高處達到70%；中孔隙次之，體積分數普遍大于10%，且與大孔隙體積分數的波動趨勢相反，說明隨深度的變化兩者間相關性較高；超大孔隙的體積分數僅在表層較大，達到41%，整體上低于中孔隙體積分數，在深度20 cm以下測得的超大孔隙體積分數僅在6%～18%的范圍波動；微、小孔隙的體積分數依次降低且在小范圍波動。凍深范圍（180 cm）以內孔徑＜0.400 μm的小孔隙以及微孔隙的體積分數隨深度改變很小，除了黏粒質量分數較低的原因外，也在一定程度上反映了微、小孔隙受環境風化作用及固結壓力的影響較小的特性，談云志等［26］、趙穎文 ［27］稱該類孔隙為惰性孔隙；而孔徑≥0.400 μm的中孔隙、大孔隙和超大孔隙的體積分數隨深度變化較大，屬于易受環境風化作用以及應力作用影響的活性孔隙。

3 孔隙分布形成的機理

吉林西部的鹽漬土通常會隨季節變換受到凍融循環及干濕循環等強風化作用，進一步對土體孔隙特征產生影響，從而改變土體的性質。但環境風化作用對凍深范圍內土體結構的異化程度會隨深度而存在顯著差異。根據本次試驗成果分析，研究區凍深范圍的土層孔隙的變化主要受到3種外營力作用，如圖8所示。

1）土體結構易在土層自重應力作用下發生壓密作用，部分土顆粒重新排列。在這一過程中土體孔隙總體積隨深度增加而降低。由于最大凍深范圍僅為180 cm，自重應力較小，因此其對孔隙的影響主要是將大孔及超大孔隙這一類的活性孔隙轉化成中孔隙，故淺層中孔隙占比增加迅速，且體積占比最高達到56%。

2）蒸發及淋濾作用產生水鹽遷移，加之其對土體結構的改造。研究區的碳酸型鹽漬土具有較弱的水穩定性，在水的滲透過程中會引發土顆粒的分散以及土體結構的解體。而淺層土體結構較松散，發育的超大孔隙及大孔隙更易形成貫通的裂隙，同時貫通的裂隙成為水鹽運移通道，部分微黏粒亦可隨水向下部運動。正如表1的粒度測試結果顯示：埋深20 cm以上土體的黏粒質量分數僅為5.0%左右，而40～80 cm深度土體的黏粒質量分數迅速升高至15.0%～20.0%；這反映了水的下滲及土體分散的微小顆粒在大孔隙含量較高土層中向下運移的現象。黏粒在第一層下部的聚集除改變土體粒度成分外，同時填充土體結構并黏附在粉、砂粒表面建立顆粒之間的連接，因此測試結果顯示為微、中孔體積分數增加。由于第一層下部40～80 cm深度的黏粒質量分數較高，以及總孔隙體積的減少，故形成了滲透性弱的“相對隔水層”，滲透淋濾作用主要發生于該層。而第二層80～100 cm深度處的土體具有較高質量分數的粉、砂粒，以及第二層土體的體積分數達到39%～75%的大孔隙（表2），相關研究認為該

種土體結構具有較強的毛細作用［16］；因此能夠吸引并運送自由水往第一層移動，同時鹽分隨之向第一層運移。由于40 cm處長期處于上層滲透淋濾與下層毛細作用的水鹽運移的目標深度，使其具有更多的黏粒和鹽分析出結晶的條件；這也解釋了該深度處孔隙累計曲線的形態和拐點、孔隙分布曲線中峰值所處孔徑范圍較其他土層的顯著差異。

3）多年的凍融循環作用對土體結構的改造。研究區由于區域性氣候原因每年都有長達6個月的動態凍結期，且最大凍結深度約為180 cm左右。由于凍結鋒面受內外溫差作用影響較大，故凍深附近深度處于凍結前緣的時間較長，易于發生分凝膨脹作用，膨脹應力作用會產生許多結構面切割土體。試驗結果顯示：第三層土體的孔隙分布曲線呈最為簡單的單峰分布，這是因為該地層主要受到凍融作用影響且程度較輕微，孔隙特征基本保持初始的單峰狀態；第二層土體則表現為微孔、中孔和大孔級的三峰分布，其中微孔的峰值隨深度的減小而增加；第一層的土體孔隙分布更為復雜，存在3處不同孔徑量級的峰值，且位于大孔隙范圍的孔隙具有更為復雜的起伏波動的小峰。造成這一現象主要是凍融循環次數的增加會導致初始孔隙為單峰的土體向雙峰以及多峰孔隙分布演變，這一結果與陳鑫等［28］對經歷不同次數凍融循環的黃土孔隙性質的研究相符合。

4 結論

1）研究區鹽漬土的原狀剖面表觀形態、粒度成分、土體孔隙分布特征均以0～80 cm、80～150 cm以及150～200 cm為界呈現一致的三層分帶。

2）研究區鹽漬土孔隙率較高（32.1%～44.5%），且隨深度增加而逐步降低。因埋深不同，各土層在凍融循環作用下產生差異性風化，從而導致孔隙分布曲線也有所不同。具體表現為：在埋深0～80 cm呈三峰分布，大孔隙峰值處曲線復雜，由多個起伏的小峰構成；在埋深80～150 cm深的層位處呈三峰分布；在150～200 cm層呈單峰分布。

3）研究土樣的孔隙主要以大孔隙為主，中孔隙次之，超大孔隙僅在表層較高，微、小孔隙體積分數普遍較低，且微孔隙體積分數略高于小孔隙。第一層土體孔隙以大孔隙及中孔隙為主，兩者孔隙體積分數隨深度增加波動趨勢相反；第二層以大孔隙為主，體積分數約為70%；第三層大孔隙體積占比降低至50%左右，中、超大孔隙占比略有上升。

4）乾安地區鹽漬土在凍深范圍內主要受到多種外營力綜合作用，導致土體受到差異風化作用，從而隨深度增加產生了明顯的分層特性：重力作用導致孔隙總體積隨深度而降低；因埋深不同，土體受到蒸發淋濾及毛細作用的強弱對孔隙變化也有較大影響；凍脹作用在凍深范圍均有顯著影響，尤其第三層作為長期處于凍結鋒面位置，受到分凝膨脹作用顯著，導致土體結構面發育。

參考文獻（References）：

［1］ 巖土工程勘察規范：GB 50021—2001［S］.北京： 中國建筑工業出版社， 2009.

Code for Investigation of Geotechnical Engineering：GB 50021—2001［S］. Beijing： China Architecture amp; Building Press， 2009.

［2］ Liu Y， Wang Q，Liu S，et al. Experimental Investigation of the Geotechnical Properties and Microstructure of Lime-Stabilized Saline Soils Under Freeze-Thaw Cycling［J］. Cold Regions Science amp; Technology， 2019， 161：32-42.

［3］ 高金花，徐陽，閆雪蓮，等. 吉林省西部湖泊地帶蘇打鹽漬土溶陷性［J］. 吉林大學學報（地球科學版）， 2020， 50（4）： 1104-1111.

Gao Jinhua， Xu Yang， Yan Xuelian， et al. Salt Resolving Slump of Sodic Saline Soil in the Lake Area of Western Jilin Province ［J］. Journal of Jilin University （Earth Science Edition）， 2020， 50（4）： 1104-1111.

［4］ 林嵐，賀石良. 吉林省西部地區雨洪資源綜合利用河湖連通供水工程引洪影響研究［J］. 東北水利水電， 2016， 34（7）： 37-39.

Lin Lan， He Shiliang. Study on Flood Diversion Impact of the River-Lake Connection Water Supply Project of the Comprehensive Utilization of Rainwater and Flood Resources in Western Jilin Province［J］. Water Resources amp; Hydropower of Northeast China， 2016， 34（7）： 37-39.

［5］ 宋繼林.建設吉林西部河湖連通工程增強地區水利支撐保障能力［J］.水利規劃與設計， 2014 （4）： 1-4.

Song Jilin. Construction of River-Lake Connectivity Project in Western Jilin and Strengthen Regional Water Conservancy Support Ability［J］. Water Resources Planning and Design， 2014 （4）： 1-4.

［6］ 王清，王鳳艷，肖樹芳.土微觀結構特征的定量研究及其在工程中的應用［J］.成都理工學院學報（自然科學版）， 2001， 28（2）： 148-153.

Wang Qing， Wang Fengyan， Xiao Shufang. A Quantitative Study of the Microstructure Characteristics of Soil and Its Application to the Engineering［J］. Jounal of Chengdu University of Technology （Science amp; Technology Edition）， 2001， 28（2）： 148-153.

［7］ 張學飛，王清，孔元元，等. 吉林農安縣鹽漬土理化特性及水鹽運移規律研究［J］. 人民長江， 2016， 47（12）： 89-94.

Zhang Xuefei， Wang Qing， Kong Yuanyuan， et al. Study on Physicochemical Properties and Water-Salt Movement Law of Saline Soil in Nong’an County［J］. Yangtze River， 2016， 47（12）： 89-94.

［8］ 王清，劉宇峰，劉守偉，等. 吉林西部鹽漬土多場作用下物質特性演化規律［J］. 吉林大學學報（地球科學版）， 2017， 47（3）： 807-817.

Wang Qing， Liu Yufeng， Liu Shouwei. et al. Evolution Law of the Properties of Saline Soil in Western Jilin Province Under Multi Field Effect［J］. Journal of Jilin University （Earth Science Edition）， 2017， 47（3）： 807-817.

［9］ 周暉，房營光，曾鋮.廣州飽和軟土固結過程微孔隙變化的試驗分析［J］.巖土力學， 2010， 31（增刊1）： 138-144.

Zhou Hui， Fang Yingguang， Zeng Cheng. Experimental Analysis of Micropore Change of Guangzhou Satureted Soft Soil in Consolidation Process［J］. Rock and Soil Mechanics. 2010， 31（Sup.1）： 138-144.

［10］ 蔡光華，薛強，劉松玉，等. 濕干循環作用對壓實黏土干裂特性的影響［J］.工程地質學報， 2014， 22（6）： 1046-1051.

Cai Guanghua，Xue Qiang， Liu Songyu， et al. Influence of Wetting-Drying Cycles on Desiccation Cracking of Compacted Clay［J］. Journal of Engineering Geology， 2014， 22（6）： 1046-1051.

［11］ 張澤，周泓，秦琦，等.凍融循環作用下黃土的孔隙特征試驗［J］.吉林大學學報（地球科學版）， 2017， 47（3）： 839-847.

Zhang Ze， Zhou Hong， Qin Qi， et al. Experimental Study on Porosity Characteristics of Loess Under Freezing-Thawing Cycle［J］. Journal of Jilin University （Earth Science Edition）， 2017， 47（3）： 839-847.

［12］ 王清，王劍平.土孔隙的分形幾何研究 ［J］.巖土工程學報， 2000， 22（4）： 496-498.

Wang Qing， Wang Jianping. A Study on Fractal of Porosity in the Soils［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering， 2000， 22（4）： 496-498.

［13］ 孔元元. 鎮賚鹽漬土凍融條件下水熱鹽運移試驗及結構演變研究［D］.長春：吉林大學， 2017.

Kong Yuanyuan. Experimental Research on the Saline Soil Water-Salt Transport and Structure Evolution in Zhenlai Zone［D］. Changchun： Jilin University， 2017.

［14］ Rowe R K， Booker J R. Pollutant Migration Through Liner Underlain by Fractured Soil［J］. Journal of Geotechnical Engineering， 1991， 117（12）：1902-1919.

［15］ 陳劍平，劉經，王清，等.含水率對分散性土抗剪強度特性影響的微觀解釋［J］.吉林大學學報（地球科學版）， 2021， 51（3）： 792-803.

Chen Jianping， Liu Jing， Wang Qing， et al. Microscopic Interpretation of Water Content Influence on Shear Strength of Dispersive Soil［J］. Jilin University （Earth Science Edition）， 2021， 51（3）： 792-803.

［16］ 王春裕，王汝鏞，李建東.中國東北地區鹽漬土的生態分區［J］.土壤通報， 1999， 30（5）：193-196.

Wang Chunyu， Wang Ruyong， Li Jiandong. Ecological Division of Saline Soil in Northeast China［J］. Chinese Journal of Soil Science， 1999， 30（5）：193-196.

［17］ 唐大雄，王清，張文殊，等. 工程巖土學［M］. 2版.北京：地質出版社， 1987.

Tang Daxiong， Wang Qing， Zhang Wenshu， et al. Engineering Geotechnology ［M］. 2nd ed. Beijing： Geological Publishing House， 1987.

［18］ Ritter H L， Drake L C. Pressure Porosimeter and Determination of Complete Macropore-Size Distributions［J］. Industrial amp; Engineering Chemistry Analytical Edition， 1945， 17（12）： 782-786.

［19］ Washburn E W. Note on a Method of Determining the Distribution of Pore Sizes in a Porous Material［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 1921， 7（4）： 115-116.

［20］ 孔元元，王清，張學飛，等. 鎮賚縣裂隙土孔隙分布特征試驗研究［C］//工程地質學報編輯部. 2016年全國工程地質學術年會論文集. 成都： 西南交通大學， 2016： 1196-1202.

Kong Yuanyuan， Wang Qing， Zhang Xuefei， et al. Experiment Study on Pore Structure Characteristics of Cracked Soil in Zhenlai County［C］// Editorial Department of Journal of Engineering Geology. Paper of 2016 National Annual Conference of Engineering Geology. Chengdu： Southwest Jiaotong University， 2016： 1196-1202.

［21］ Gregg S. Adsorption Surface Area and Porosity［M］. 2nd ed. London： Academic Press， 1982.

［22］ 劉松玉，張繼文.土中孔隙分布的分形特征研究［J］. 東南大學學報， 1997， 27（3）： 127-132.

Liu Songyu， Zhang Jiwen， Fractal Approach to Measuring Soil Porosity［J］. Journal of Southeast University， 1997， 27（3）： 127-132.

［23］ Yan C L， Tang Y Q， Liu Y T. Study on Fractal Dimensions of the Silty Soil Around the Tunnel Under the Subway Loading in Shanghai［J］. Environmental Earth Sciences， 2013， 69： 1529-1535．

［24］ 王清，陳劍平，王敏.長春地區黃土狀土濕陷性的初步分析［J］.吉林地質， 1991， 10（3）： 51-56.

Wang Qing， Chen Jianping， Wang Min. A Preliminary Study on Collapsibility of Loess-Like Soil in Changchun［J］. Jilin Geology， 1991， 10（3）： 51-56.

［25］ Shear D L， Olsen H W， Nelson K R. Effects of Desiccation on the Hydraulic Conductivity Versus Void Ratio Relationship for Natural Clay ［R］. Washington D C： Natioanl Academy Press， 1993.

［26］ 談云志，孔令偉，郭愛國，等. 壓實過程對紅黏土的孔隙分布影響研究［J］. 巖土力學， 2010， 31（5）： 1427-1430.

Tan Yunzhi， Kong Lingwei， Guo Aiguo. Research on Effect of Compaction on Pore Size Distribution of Laterite Soil［J］. Rock and Soil Mechanics， 2010， 31（5）： 1427-1430.

［27］ 趙穎文. 中國西南地區紅黏土的強度與水理性特征研究［D］. 武漢：中國科學院武漢巖土力學研究所，2003.

Zhao Yingwen. Research on Strength and Water-Soil Interaction Properties of Lateritic Clay in the Southwest of China［D］. Wuhan： Institute of Rock and Soil Mechanics， Chinese Academy of Science. 2003.

［28］ 陳鑫，張澤，李東慶.基于不同分形模型的凍融黃土孔隙特征研究［J］.冰川凍土，2020， 42（4）：1238-1248.

Chen Xin， Zhang Ze， Li Dongqing. Study on the Pore Features of Freezing-Thawing Loess Based on Different Fractal Models［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2020， 42（4）： 1238-1248.