内陆寒旱区盐渍土工程地质特性研究_严耿升胡向阳等_9787517088714

本书系统阐述了西北内陆寒旱区盐渍土的基本特征、形成的自然环境和区域地质条件、由其特性产生的工程地质病害及非饱和条件下的水盐迁移特性, 进行了西北内陆寒旱区盐渍土物理力学特性测试研究, 提出了西北内陆地区盐渍土地基处理建议。

　　西北内陆地区规划和已建成的风力发电场大部分布在空旷的戈壁地貌上，场地大面积分布内陆盐渍土，土中含有大量盐分形成盐渍土层。由于对盐渍土溶陷、盐胀等工程地质性质认识不足，前期已建风力发电场的集控中心、变电站等建筑物有发生墙体倾斜、墙面裂缝、地面胀裂等病害，给风电场的正常运行和后期处理造成很大的经济损失。
　　西北地区属于典型的干旱半干旱内陆性气候，多年平均年蒸发量可达2800mm以上，蒸发量是降雨量的40倍之多，形成了典型的内陆性寒旱区盐渍土或盐渍类土。内陆盐渍土基本都是冲洪积形成的砂砾或砾砂类粗粒盐渍土。土的组成以圆砾、角砾、卵石、碎石为主，其间常伴有砂类及黄土类土的杂乱堆积，或呈交互层状及透镜体产出。由于蒸发量大、降雨量小、毛细作用强烈，极利于盐分在地表聚集。旱季时在地表形成白色盐霜或盐壳，雨季时地表盐分被地表水溶解，随水流带向低洼地带或渗入地下，表层含盐量减少，地表白色盐霜或盐壳甚至消失。这种内陆粗粒盐渍土具有平面分布的不连续性、不均匀性和垂向分布的表聚性。作为一种特殊土，在天然状态下，盐渍土可作为一般工业与民用建筑物的良好地基。一旦自然条件改变或浸水，发生溶陷和盐胀，造成土体结构破坏、力学强度降低，使建筑物发生裂缝、倾斜或结构破坏，则严重威胁建筑工程的安全性。
　　中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司在酒泉地区、新疆地区、华北地区北部等盐渍土地区规划的风力发电场开展了大量的勘测设计工作，积累了大量的基础资料和丰富经验，同时也发现了盐渍土引起的诸多特殊问题。鉴于此，中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司与兰州大学联合攻关，针对酒泉地区千万千瓦级风电工程建设中遇到的盐渍土工程问题，开展西北内陆寒旱区粗粒盐渍土工程地质特性研究，旨在查明盐渍土的分布赋存规律，分析寒旱区粗粒盐渍土溶陷、盐胀的发生机理，发展趋势，影响因素，以及各影响因素的交互作用规律，评价盐渍土地基的工程性质，提出解决盐渍土地基的承载力不足、溶陷和盐胀等强度、变形及稳定性问题的办法。本书依据课题研究成果编撰而成。
　　全书共分为6章：第1章内容包括盐渍土的研究概况，分为盐渍土的定义、分类、成因、分布、工程地质性质、危害，以及我国西北地区盐渍土概况和研究进展八个方面进行论述；第2章内容包括盐渍土形成的气候、地形地貌、地层岩性、水文地质、地质构造等自然环境和区域地质条件；第3章内容包括盐渍土的分布和成生模式、盐胀、压缩和融陷特性及温湿度对盐渍土性质的影响；第4章内容包括盐渍土的非饱和特征和不同测试方法获得盐渍土持水和水盐迁移特性；第5章内容包括盐渍土的原位和室内物理力学性质测试及其导电性；第6章内容为内陆地区盐渍土地基处理措施建议，包括水分隔断、结构加固和去除盐分三方面的措施。
　　先后在现场开展了盐渍土分布规律研究，采用地质调查、测绘、探地雷达测试、高密度电阻率法测试、地层温湿度监测等勘察测试工作。同时，为了进一步探讨盐渍土的物理力学特性，开展了“酒泉地区盐渍土物理力学特性现场试验研究”专题研究，采用静力载荷试验、动力荷载试验、静力触探试验、多道瞬态面波测试、单环注水试验等方法，在不同深度土层开展了天然状态和浸水状态条件下盐渍土的强度和变形特性、渗透性能测试研究工作。
　　在现场调查与测试的基础上，课题组进行了大量的室内试验研究工作，采用颗粒分析筛、离子色谱仪、X射线衍射仪、环境扫描电镜分别测定了土样的颗粒组成、易溶盐化学成分、矿物组成和微结构特征。随后，为了进一步查明研究区盐渍土的工程性质，开展了大量盐渍土特性的室内模拟试验研究。采用Ku-PF非饱和导水率仪、压力膜仪、水汽平衡法测试不同盐渍土试样的非饱和特性；利用三联式固结仪，采用双线法测试不同试样的溶陷性；利用光照一温度一湿度一二氧化碳环境控制室，模拟不同温湿度条件的环境变化条件，探究了不同颗粒组成、不同干密度和含水率状态下盐渍土试样的盐胀性，拟从机理上阐释盐胀发生和发展的规律与趋势，以预测盐渍土的盐胀病害；采用温纳法装置测试不同盐渍土试样的电阻率特性，讨论了盐渍土电阻率特性随含盐量、含水率和干密度等因素的变化规律，为现场电阻率法测试提供了理论依据。同时，为了说明盐渍土地基处理后的强度特性，室内开展了不同试样的抗剪强度、抗压强度等常规物理力学性能测试研究，探究了不同颗粒组成土体的强度特性。

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