南疆盐渍土路基盐—冻胀变形特性研究

论文摘要

新疆南疆分布有大面积的盐渍土,以硫酸盐渍土和氯化物盐渍土为主。在南疆季节性冻土地区,盐渍土路基的盐-冻胀变形往往造成南疆盐渍土地区道路的变形和破坏。如何对变形破坏道路进行有效的修复和重建是一个十分重要的课题,也是一个难题,其中一个重要内容就是要开展南疆盐渍土路基盐-冻胀变形特性的研究。本文的主要研究工作和成果如下:通过采用现场调研和试验对比研究的方法,对南疆不同地区盐渍土的分布、形成、工程特性进行研究,结果表明:南疆不同地区受地理位置、区域地形、地貌及地下水分布的差异和地质构造的影响,其盐渍土的分布、形成、类型及盐分组成具有明显的区域差异性。通过对S207线和阿拉尔市变形破坏路段进行路基盐-冻胀变形监测试验。试验结果表明:路面盐-冻胀变形量与日平均气温、路基土不同深度的地温值及地下水位的变化具有明显的相关性;路基最大盐-冻胀变形量在时间上滞后于日平均最低气温和路基不同深度最低地温值。通过对阿拉尔市和S207线试验路段的路面变形量、路基不同深度地温、测区气温和地下水位进行现场监测试验和室内盐-冻胀变形试验研究。研究结果表明:S207线路基的变形破坏主要是硫酸钠盐胀变形与氯化物盐的溶陷变形相互作用的结果。其盐分来源于高矿化度的地下水经毛细作用将路基深层土体中易溶的硫酸盐、氯化物盐迁移积聚至路基结构层中。在温度交替变化过程中产生反复的盐胀、溶陷变形。阿拉尔市道路变形破坏属于冻胀和盐胀变形破坏。产生盐胀的硫酸钠盐使路基水泥稳定基层膨胀破坏,路面产生裂缝变形;地表水经路面裂缝和路基侧面入渗路基,在U形不透水隔断层上形成上层滞水,加之阿拉尔市11月份的高地下水位,为冬季低温环境下路基土体的冻胀变形提供了充足的冻结水,加速了路面的变形破坏。根据南疆盐渍土工程性质及盐-冻胀变形试验研究结果,总结提出了“一个加强、两个严格、三个注重”的盐渍土路基盐-冻胀变形综合防治原则;针对南疆盐渍土路基盐-冻胀工程灾害,提出“五步骤”综合防治方法与工程措施,在南疆盐渍土路基的改建工程中得到了应用,取得明显的防治效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容和技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 2 南疆盐渍土的分布、成分结构及对工程的危害
• 2.1 盐渍土及其分类
• 2.2 南疆盐渍土的分布
• 2.3 南疆盐渍土的成分结构
• 2.4 南疆盐渍土对工程建设的危害
• 2.5 本章小结
• 3 南疆盐渍土工程性质试验研究
• 3.1 盐渍土的工程性质
• 3.2 阿克苏地区S207 线路基盐渍土化学、物理性质试验研究
• 3.2.1 S207 线试验段工程概况
• 3.2.2 试验设计
• 3.2.3 盐分、含盐量测试结果
• 3.2.4 基本物理指标测试结果
• 3.2.5 水样分析结果
• 3.3 喀什地区盐渍土化学性质检测试验
• 3.3.1 图木舒克市盐渍土盐分、含盐量检测试验
• 3.3.2 检测试验结果分析
• 3.3.3 水样检测结果分析
• 3.4 库尔勒地区盐渍土化学性质检测试验研究
• 3.5 南疆不同地区盐渍土工程特性的对比分析
• 3.5.1 盐分、含盐量的差异
• 3.5.2 对土的盐胀性的影响
• 3.5.3 对土的力学强度的影响
• 3.5.4 对土的可塑性的影响
• 3.6 本章小结
• 4 盐渍土路基盐-冻胀变形监测试验研究
• 4.1 试验监测路段工程概况
• 4.2 试验研究目的
• 4.3 试验监测点布置
• 4.4 试验监测内容与方法
• 4.4.1 路面变形量监测试验
• 4.4.2 路基不同深度地温及平均气温监测试验
• 4.4.3 试验区地下水位监测试验
• 4.5 试验监测结果与分析
• 4.5.1 S207 线试验段变形量监测结果分析
• 4.5.2 阿拉尔市区道路变形量监测结果分析
• 4.5.3 S207 线试验段不同深度路基温度监测结果分析
• 4.5.4 阿拉尔市试验路段路基不同深度地温及日平均气温监测结果分析
• 4.5.5 S207 线试验段监测区域地下水位监测结果分析
• 4.5.6 阿拉尔市试验区域地下水位监测结果分析
• 4.5.7 试验监测结果综合分析
• 4.6 本章小结
• 5 盐渍土路基盐胀性评价的试验研究
• 5.1 盐渍土路基盐胀性评价指标
• 5.1.1 盐胀率的计算
• 5.1.2 盐胀性评价的依据
• 5.2 S207 线盐渍土路基盐胀性评价
• 5.2.1 变形监测盐胀率计算
• 5.2.2 室内盐胀率对比试验
• 5.2.3 试验结果分析
• 5.2.4 盐胀性评价
• 5.3 阿拉尔市城市道路盐-冻胀变形评价
• 5.3.1 变形分析试验
• 5.3.2 盐胀率计算
• 5.3.3 盐胀性评价
• 5.3.4 盐-冻胀变形原因分析
• 5.3.5 水泥土稳定基层破坏机理分析
• 5.4 本章小结
• 6 南疆盐渍土路基盐-冻胀灾害综合防治技术研究
• 6.1 南疆盐渍土路基盐-冻胀变形的主要影响因素
• 6.1.1 自然环境与气候
• 6.1.2 工程地质环境
• 6.1.3 盐渍土类型
• 6.1.4 盐分迁移方式
• 6.2 南疆盐渍土路基盐-冻胀工程灾害的防治原则
• 6.3 南疆盐渍土路基盐-冻胀变形综合防治措施
• 6.3.1 严格控制路基填料盐分和含盐量
• 6.3.2 隔断水分、盐分的运移
• 6.3.3 加强路基结构层
• 6.3.4 做好路基防水与排水
• 6.3.5 种植耐盐植物、降水固盐、绿化道路环境
• 6.3.6 盐渍土灾害的生物防治与生态恢复技术
• 6.4 盐渍土路基盐-冻胀综合防治技术的工程应用
• 6.4.1 盐-冻胀综合防治技术在S207 线改建工程中的应用
• 6.4.2 盐-冻胀综合防治技术在胜利大道改建工程中的应用
• 6.5 本章小结
• 7 结论与建议
• 7.1 主要研究结论
• 7.2 对后续工作的建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录