影响盐渍土物理指标测定的相关问题探讨

张五河

（中国建筑材料工业地质勘查中心青海总队，青海 西宁 810008）

影响盐渍土物理指标测定的相关问题探讨

张五河

（中国建筑材料工业地质勘查中心青海总队，青海 西宁 810008）

通过盐渍土性质分析并消除氯盐渍土和硫酸盐渍土的盐含量来消除盐渍土对物理指标的影响。从而使土的物理指标试验数据真实准确，达到真正反映土质本身物理性质的目的。

盐渍土；物理指标；含盐量

1 概述

在自然条件下盐渍土中蕴含大量的易溶盐，这些易溶盐中的一部分可以溶解在土中的水分里。当含盐量很大时，溶解的盐达到一定限度(即饱和浓度)时，多余的一部分盐以固体形式存在于土中，而溶解在水中的盐并不能与土颗粒起骨架作用。在测定含水量的方法(洪干法)中则把土中含盐的“水溶液”，当作纯水考虑，这就会使土中的固相质量增加，液相的质量减少，与自然条件下的实际情况不符。含盐量在4%以上时，对交换性钠有较大影响；最大干密度在含盐量达到8%时出现；最优含水率随含盐量的增加逐渐减小；土的颗粒密度随含盐量的增加而减小，基本上呈线性关系；随着含盐量的增加液限、塑限呈减小趋势，膨胀性也随之变大。

本文首先确定盐渍土的水分中有害的毛细管水和无害的毛细管水的界限，然后分类处理，从而得到真实准确的试验数据，确保物理指标数据真实。

2 不同盐渍土对物理指标的影响

2.1 氯盐渍土

氯盐渍土地区，在一般比较均匀的土层或填土中，如果地下水矿化度增加1～2倍，毛细管水强烈上升高度至少增加0.1～0.3倍或更大。因矿化度增大，毛细管水的粘滞度就增大，表面张力就大，提升力亦大。如果矿化度相同而盐分不同，氯化钠溶液表面张力比硫酸钠溶液表面张力大。属氯化物盐型地下水的毛细管水上升高度比硫酸盐型毛细管水上升高度大时，氯盐渍土的可塑性随着含盐量的增加而降低。当土中含盐量＞20%时，土的塑限降低17.8%～22.4%，液限降低14.2%～18.2%，塑性指数降低2.8%～10.7%。土的液限和塑限是随着含盐量的增大而降低的，土的空隙增大、密度减少从而抵抗外荷载的能力减少，同时内摩擦角及抗剪能力随着含盐量的增大而降低。

饱和粉土及细砂地基是十分重要的控制指标，如果不考虑水中的盐，对工程而言偏于危险。在目前没有提出新的测定方法情况下，建议将氯盐渍土的实测含水量W折算为含液量，可按下列公式计算：

式中：WB——含液量(%)；

W ——含水量(%)；

Wa——强结合水含量(%)；

B ——每100g水中溶解的盐重(%)。按上式计算时，先要确定Wa和B值。强结合水(Wa)的多少对土中的密度、含液量(WB)、塑限、液限及塑性指数等物理指标都有着直接影响，特别是对土的缩限影响较大，也就是平时说的土的收缩性。到目前为止没有很好的测定方法，一般取最大吸湿水(土

在94%湿度下的含水量)的80%，或吸湿水(一般风干土比较稳定的含水量)的1.2～1.5倍。

B值的确定：如果测得一种盐含量为Ds%，可以按下式计算：

当B＜35.7%时，采用B值的计算结果；当B＞35.7%时，B值采用35.7%(35.7%为0～20℃下氯化钠的溶解度值)。

如果实测了地下水的密度值，则按表1查得B值。盐水或者卤水浓度达到饱和，甚至结晶析出，试验应先稀释，再做测定；若盐水浓度未达到饱和时，则采用未稀释(原样)测定。

表1 含NaCl为主的水溶液密度与B值的关系

在求得其他的计算指标中凡用含水量的均以WB入，如干容重、孔隙比、饱和度等。

干容重：γd= γ 1+0.01WB

例如：青海格尔木地区察尔汗某地实测含水量折算的“含液量”以及干容重计算结果如表2所示。

表2 青海格尔木察尔汗某地盐渍土物性指标测定

2.2 硫酸盐渍土

硫酸盐渍土中，用烘干法测定的硫酸盐渍土的含水量存在一定的问题。目前在测定方法没有解决的情况下，含水量可以用计算方法加以修正。硫酸盐渍土主要按硫酸钠(Na2SO4)来考虑，在全部结晶时(温度在32.4℃以下)主要吸收10个水分子(H2O)，变成芒硝(Na2SO4·10H2O)：

Na2SO4+10H2O→Na2SO4·10H2O

分子量：142 180

方程式说明：142g的硫酸钠可以吸收180g的结晶水，因此只要测得土中的硫酸钠的含量，便可计算出结晶时的吸水量。

若土中的Na2SO4含量为4%～6%，那么它结晶时的吸水量为5.08%～7.62%，可以看出在一定的含盐量条件下，会使硫酸盐渍土产生比较松的膨胀。另外，为使试验数据协调一致，可在实测的含水量中减去含盐量计算出的结晶析出的吸水量。在试验过程中发现对同一含盐量、不同干湿密度的试样进行了增湿变形试验，氯盐渍土的溶陷特征和黄土的湿陷特征很相似。浸水压缩过程可以分为3个阶段：水分扩散阶段、增湿变形发展阶段、变形稳定阶段。通过分级浸水试验，在浸水过程中增湿变形量的变化过程及增湿变形量不是太大，而这时候毛细管水也能溶解盐分而增大毛细管水粘滞度，且盐类具有吸湿性。当水粘滞度大时，水的表面张力也大，提升力也强，故毛细管水上升高度亦大。在现代盐渍土和次生盐渍土中，盐分随毛细管水的上升高度递增，所以比一般土的腐蚀膨胀影响因素加大。

2.3 碳酸盐渍土

土的上部硫酸盐与氯化物盐类含量减少，碳酸盐渍土的液限、塑限随着含盐量的增大而增大。当Na2CO3＜0.5%时，影响土的密实度和稳定性。当Na+＞15%，pH值＞8.5时，由于Na2CO3含有大量代换性Na+与水容易发生水化，使土的颗粒扩散层水膜增厚、内聚力减小，进而引起含盐土大幅度的膨胀、密度减低、透水性变差。当Na2CO3＞0.5%时，土的膨胀性特别显著，干燥时，土体收缩，发生裂隙，土的颗粒被易溶盐凝聚。

3 结语

综上所述，盐渍土中物理指标的测定，与样品中具体的含盐量有直接关系。要得到物理指标的真实数值，必须消除盐渍土中的含盐量，并进行化学试验和物理试验，来确定盐分的类型名称及组成部分并加以消除。之后再做盐渍土中的物理指标的测定，以确保盐渍土中土的试验数值的真实性。

[1]中华人民共和国交通部.JTGE40-2007公路土工试验规程[S].北京：人民交通出版社，2007.

[2]陈希哲，叶菁.土力学与地基基础(第五版)[M].北京：清华大学出版社，2013.

[3]李宝玉.土工试验[M].北京：中国水利水电出版社，2011.

[4]国家质量技术监督局，中华人民共和国建设部.CB/T 50123-1999土工试验方法标准[S].北京：中国计划出版社，1999.

[5]工程地质手册编委会.工程地质手册(第四版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

【修回日期】2014-12-18

Discussion on Influence of Saline Soil Physical Indicators Measuring

ZHANG Wu-he
(Qinghai Team of Geological Survey Center of China Building Materials Industry, Xining 810008, China)

Through the analysis of the nature of saline soil and remove chlorine saline soil and saline soil salt content, sulfate to treat correctly the influence of saline soil to the physical indicators. To reflect the physical indexes of soil, can truly reflect the soil physical properties, the experimental data is truthful and accurate as the ultimate goal.

saline soil; physical index; salinity

TU411.2

A

1007-9386(2015)02-0023-02

2014-10-27