粗粒土易溶盐试验成盐分析研究

【摘要】盐渍土地区的易溶盐含量是确定土的路用性能的重要指标，土的颗粒组成不同对易溶盐含量的测定有所不同，实践证明，现行土工试验规程中规定的易溶盐试验方法，对于粗粒土并不适用，从而影响了粗粒土的使用范围。由于盐渍土工程性质比较特殊，如何有效地进行盐渍土地段路基设计，确保公路建设质量和公路建成营运后的长期稳定性，是公路建设中亟待解决的关键技术问题。

【关键词】盐渍土地区；粗粒土；易溶盐；测定方法

盐渍土作为一种特殊土，在环境条件变化过程中，由于土体中盐碱成分的迁移和聚集，反复结晶与溶解，积盐与脱盐过程的频繁交替与反复，使其表现出特有的工程特性，对工程建设有着不同程度的影响。通过对粗粒土颗粒组成分析、盐渍化粗粒土不同粒径范围含盐量试验和盐胀性的研究，提出了粗粒土易溶盐测定方法，完善了现行土工试验方法不适用于粗粒土易溶盐分析的不足，从而使盐渍化粗粒土在公路工程中得到较合理的应用。

1、盐渍土的成因及特征

盐渍土是不同程度盐碱化土的总称。在公路工程中，系指地表下1.0m内易溶盐含量平均大于或等于0.3%的土。

1.1地下水的矿化度较高，有充分的盐分来源。岩层含盐矿物的风化产物是盐渍土中盐分的主要来源，而且盐渍土中盐分的化学成分也与这些风的成分有关。

1.2地下水位较高，毛细作用能达到地表或接。近地表，有被蒸发作用影响的可能。土中水能通过土层蒸发而形成盐的深度称为临界深度。土中水的埋深大于临界深度时，则不致形成盐渍土。临界深度的大小决定于土的毛细上升高度和蒸发强度。

1.3气候比较干燥，一般年降雨量小于蒸发量的地区，易形成盐渍土。例如我国西北地区降水稀少，蒸发量大，一般年降水量在200mm以下而蒸发量却高达3000mm以上，干燥度可高达80左右，相对湿度只有40%。

2、公路工程中盐渍化粗粒土合理应用

粗粒土按公路工程分类，分为砾类土和砂类土，是良好的筑路材料，代表性的粗粒土顆粒组成，通过1mm筛孔土的通过率： 砾类土为19%-32%，砂类土为47%-95% ，平均64.75% ，显然粗粒土的主要粒径以砾粒组和砂粒组为主，因此仍采用通过1mm筛孔的烘干土进行粗粒土的易溶盐测定是不合适的，不能代表粗粒土含盐量的真实情况。

2.1粗粒土不同级配范围与总盐含量的关系

通过大量的调查试验，对同一料场的砂砾土试样筛分为<60mm（即混合料）、<10mm、<5mm、<2mm、<1mm等不同的级配料，分别进行土的总盐含量试验，其结果总盐含量的测定值随试样的粒径范围的不同而变化，粒径范围愈小测定值愈大，<5mm粒径范围的测定值变化最明显，且土的实际总盐含量越大则变化更为突出，各土类不同粒径范围总盐含量的平均值，其中<1mm粒径范围的含盐量大于其他粒径范围的含盐量， 其差值对砾类土平均大于25%-55%，砂类土平均大于20%-40% ，其中<5mm的含盐量最接近各粒径范围的平均含盐量，因此粗粒土通过5 mm筛孔的试样有较好的代表性，也有足够的安全度。

2.2试样质量和土水比对总盐含量的影响

同一砂砾土试样分别采用100-500g不同质量备制试验样品进行总盐含量测定，其结果没有明显的规律，变化幅度不大，一般为5%左右，表明试样质量的变化对总盐量影响不大，不过<5mm的土试样质量用300g 测量的总盐含量多数是峰值，因此用通过5mm筛孔的烘干土作为粗粒土易溶盐试验样品时，其试样质量可采用300g。试样浸出液土水比对总盐量有较大的影响，同一类土不同土水比的试验结果相差25% 以上，为保持与现行易溶盐试验方法的一致性，对水土比未做过细试验分析， 粗粒土试样土水比仍采用1∶5的比例。

2.3粗粒土易溶盐含量测定方法

总盐含量的测定，砾类土中的级配良好砾（GW）或级配不良砾（GP）、含细粒土砾（GF）、砂类中级配良好的砂（SW）或级配不良砂（SP）、含细粒土砂（SF）类土，其易溶盐总量的测定采用通过5mm筛孔的烘干土样300g、土∶水=1∶5、浸泡振荡3 min的浸出液，按公路土工试验规程质量法进行测定。

砾类土中粉土质砾（GM）、粘土质砾（GC）、砂类土中粉土质砂（SW）、粘土质砂（SC）类土，其易溶盐总量的测定仍按《公路土工试验规程》（JTJ051-93）规定，通过1mm筛孔的烘干土样100～300g，土∶水=1∶5，浸泡振荡3min的浸出液进行测定。

2.4成盐分析计算

成盐分析是将易溶盐试验中测量的各种离子含量，按其结合原则进行成盐计算，求得各种盐的质量百分率。各种离子结合的原则是按阳离子与阴离子以等当量的方式结合，且按盐的溶解度由小到大或由大到小的顺序相结合。成盐计算方法可采用手算或计算程序进行。

2.5粗粒土的盐胀性分类指标

盐渍化粗粒土的盐胀性与细粒土有相同之处也有不同之处，盐胀量随土的硫酸钠含量增大而增大，并与盐性不同有较明显差别，过硫酸盐> 强亚硫酸盐> 中亚硫酸盐> 中氯盐； 盐胀量在0～-5℃变化最大，且总胀量的大部分在这个降温区间完成，低于-15℃以后胀量值基本不再增加，胀量值随粗粒土中细料含量增加而增大，粗粒土和细粒土含盐量相同时，盐胀量的差值较大。盐渍土的盐渍化程度分类指标盐渍土的盐渍化程度按土的平均含量进行分类，将细粒土与粗粒土分别规定分类，粗粒土的总盐含量是通过1mm筛孔试样的试验值，鉴于粗粒土易溶盐的试验方法与细粒土不同，采用通过5mm筛孔易溶盐测定值与通过1mm筛孔值的比值平均小于0.75，同时粗粒土的盐胀，溶陷特性与细粒土也有所不同，其危害性要小。因此按本项研究成果对盐渍土的盐渍化程度分类指标建议做适当调整。含盐量、粗粒土按推荐的易溶盐测定方法大部分为通过5mm筛孔试样测定，细粒土、风积沙以及细粒土砂仍按通过1mm筛孔试样测定；调整后的分类指标对氯盐土有所放宽，硫酸盐渍土从严，弱、中盐渍土的指标也做了适当放宽，以利于在公路能得到较合理的应用。

路基是路面的基础，只有确保路基长期稳定，才能防止产生路基、路面病害。盐渍土地区的公路路基设计应在做好调查研究和勘探试验工作的基础上进行特殊设计，以满足路基强度和稳定性、耐久性等方面的要求。

参考文献：

[1]徐攸在.盐渍土地基.北京：中国建筑工业出版社，2013.

[2]铁道部第一勘察设计院.盐渍土地区铁路工程.北京：中国铁道出版社，2012.

[3]陈肖柏.土的冻结作用与地基.北京：科学出版社，2012.

[4]罗伟甫.盐渍土地区公路工程.北京：人民交通出版社，2013.

作者简介：

王波，新疆北新四方工程检测咨询有限公司，新疆乌鲁木齐。