含盐砂岩风化物抗剪强度及盐析特征研究.pdf
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1、第 卷第 期 年 月水 力 发 电 .含盐砂岩风化物抗剪强度及盐析特征研究李荣亮 李迎阳 周军红 徐兴倩 彭尔瑞(云南农业大学水利学院 云南 昆明 中铁十一局集团第五工程有限公司 重庆)摘 要:以云南禄丰黑井地区的含盐砂岩风化物为研究对象 以盐析时间为控制条件 考虑初始含水率的影响 通过直剪试验研究含盐砂岩风化物的抗剪强度及盐析特征 结果表明 含水率是影响含盐砂岩风化物盐析程度和剪切强度的关键因素 其抗剪强度随含水率增加呈先增大后减小的变化特征 在最优含水率附近达到峰值 其黏聚力和内摩擦角分别为 和 不同初始含水率条件下 含水率越高 盐析总量越大 随着盐析天数的增加盐析量和盐析速率逐渐降低 含
2、水率越大 盐析量降低速率越慢关键词:含盐砂岩 风化物 含水率 盐析 抗剪强度 .中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:基金项目:校企合作项目:芒硝盐岩弃渣场生态修复与植被重建关键技术研究与示范()云南农业大学科技创新创业行动基金()作者简介:李荣亮()男 湖南醴陵人 硕士研究生研究方向为农业水利工程与岩土工程 彭尔瑞(通信作者).0引言在公路和铁路的修建过程中 会产生大量的弃渣 而弃渣的种类、粒径、堆放角度及高度等因素对弃渣堆放坡体的稳定性有着重大影响 新建铁路成昆线骄子山隧道位于云南禄丰县 该地区开挖弃渣主要为含盐砂岩 含大量、和等离子 主要以芒硝及钙芒硝形式存在 含石膏及氯盐 岩
3、块开挖裸露于地表后 短期内便风化形成一种含盐量较高的风化物 而由此风化物堆积形成的弃渣场在降雨作用下产生了大量盐析 污染了表层客土及周边环境 导致边坡失稳、植被难以恢复等问题 因此 对含盐砂岩风化物抗剪强度及盐析特征进行研究有重要的现实意义含盐砂岩风化物剪切强度与含水率和含盐量直接相关 大量研究表明 含水率不同 盐渍土剪切特性各异 陈炜韬、张宁霞等通过直剪试验得到氯盐盐渍土的强度在含盐量一定时 随含水率的增大而减小 含水率一定时 随含盐量的增大先减小后增大的结论 于青青等研究得出 松嫩平原苏打型盐渍土的黏聚力和内摩擦角均随含水率增水 力 发 电 年 月 .c 破坏面盐析ba 整体坡面cb 局部
4、破坏面图 含盐砂岩风化物堆积体加而下降 卢佩霞等研究发现 粉土盐渍土在含盐量一定时剪切强度随含水率增大而减小 雷华阳等发现含盐吹填土的抗剪强度随含水率增大而增大 也有学者通过对土样加盐配置盐浓度梯度的方法 研究土壤盐含量与强度的关系 张飞等通过室内三轴试验测得硫酸盐渍土内摩擦角受含盐量影响较小 黏聚力随易溶盐含量的增大先减小后增大 付江涛等发现亚硫酸盐渍土的黏聚力值和内摩擦角均随含盐量增加呈先降后增的趋势 临界值为 上述研究集中探讨了各类盐渍土抗剪强度与含水率和含盐量间的关系 多采用已长期固结的盐渍土 性质相对稳定 研究方法集中于先洗盐再配浓度或直接对原位土添加盐溶液的方式开展剪切试验 针对含
5、盐砂岩风化物这类成土时间较短、结构较不稳定的风化盐渍土的研究较为少见 为此本文以云南禄丰黑井地区的含盐砂岩风化物为研究对象 以盐析时间为控制条件 考虑初始含水率的影响 通过直剪试验探讨含盐砂岩风化物盐析过程的主要影响因素及其抗剪强度的变化规律 为类似区域工程建设含盐砂岩弃渣场堆坡设计提供参考1试验材料 试样采集试验土样取自贯通云南省禄丰县黑井镇的新建成昆铁路骄子山隧道的 号弃渣场 试样采集时在取样点先清除弃渣场地表 的表层土壤 然后采集 处土体 该土层深度的岩块皆已风化成土 同时盐分析出程度较低 正是相对新鲜的含盐砂岩风化物 弃渣场含盐砂岩风化物堆积及局部变形破坏与表层盐析情况见图 基本物理指
6、标根据/土工试验方法标准进行相关基础试验 测得该土样的基本物理性质结果见表 表 基本物理指标天然含水率/天然密度/液限/塑限/最优含水率/最大干密度/由颗粒分析试验得到该含盐砂岩风化物的粒径级配曲线 见图 从图 可知 试验土样中黏粒()、粉粒()、砂粒()和砾粒()的质量分数分别为、和 属于粉土质砾图 含盐砂岩风化物粒径级配曲线由击实试验得到含盐砂岩风化物击实曲线 见图 从图 可知 该含盐砂岩风化物的最优含水率为 最大干密度为 /图 含盐砂岩风化物击实曲线第 卷第 期李荣亮等:含盐砂岩风化物抗剪强度及盐析特征研究 .2试样制备及试验方法 试样制备试样制备步骤为:将所取含盐砂岩风化物烘干碾碎过
7、筛 去除大颗粒岩块及有机物等杂质后备用 在所测得天然含水率值 和最优含水率值 附近取定含水率梯度(、)并配置 组不同含水率的湿土备用 根据试样体积和设计干密度称取相应质量湿土 击实装入体积为 的环刀中 将 组不同含水率的湿土分别制成各 件、共 件试样备用 将制好试样于室温()条件下静置使其自然盐析 分别经过、刮取试样表面盐析层用于测定盐析量 再用内径 、高度 的环刀在 环刀土样中心处制取 式 份的环刀样用于直剪试验 试验方法盐析量的测定采用质量法 步骤如下:将从 环刀试样表面盐析层刮取的盐析物烘干按照土水质量比为 的比例溶解于蒸馏水中得到悬浊液 然后利用真空泵抽气设备过滤 得到易溶盐待测澄清液
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