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渤海湾西岸第四系盐渍土的物理化学性质与改性处置研究

郑娇娇

渤海湾西岸第四系盐渍土的物理化学性质与改性处置研究

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作者信息

  • 1. 天津城建大学
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摘要

分析渤海湾西岸的构造背景与第四纪地层特征,阐述了渤海湾西岸第四系盐渍土的成因与类型,研究了盐渍土的物理性质和化学成分。针对滨海盐渍土存在的盐胀、溶陷和吸湿软化性,利用麦秸秆作加筋材料,实现提高盐渍土的抗剪强度和抗变形性能的目的。以麦秸秆加筋渤海湾西岸第四系盐渍土,必然涉及到筋土界面特性和筋土摩擦作用的研究。为此,开展了麦秸秆与盐渍土的界面直剪摩擦试验和单根麦秸秆的筋土拉拔摩擦试验。 (1)渤海湾西岸总体位于天津市和河北省的滨海平原,北、西、南三个方向均为陆地环绕,行政区在天津市的滨海新区和河北省沧州市的黄骅市、唐山市的丰南区和唐海县。 渤海湾西岸的构造位置为华北坳陷区,区内有主要有三级构造单元,即呈北东-南西向相间分布的埕宁隆起、济阳坳陷、黄骅坳陷和沧县隆起。渤海湾西岸自晚更新世以来发育了三套陆相、海相层及相应的过渡地层。该地区第四纪地层分布范围广,厚度大,地层特征与华北平原一致。根据渤海湾西岸第四纪地层的生物组合、岩性变化,将其由老到新划分为下更新统、中更新统、上更新统、下全新统、中全新统、全新统。 (2)渤海湾西岸广泛分布着滨海盐渍土,其生成受多种因素的影响,主要包括:气候、地形地貌、水文地质和地层岩性与成土母质。盐渍土可依据含盐类型、含盐性质、盐的溶解度和分布状况进行分类。 (3)易溶盐含量和土的物理性质指标是评价土的渍化程度和路用性能的重要依据。 ① 渤海湾西岸第四系盐渍土为粉质粘土,通过重型击实试验得到土的最优含水率17.6%,最大干密度1.81 g/cm3。 ② 制备盐渍土溶液,利用离子色谱仪分析溶液中主要阴、阳离子含量,每100 g土中K+和Na+的总含量为0.74 mg,Ca2+、Mg2+、Cl-和SO42-的含量分别为0.07、0.06、1.40和0.35 mg,HCO3-和CO32-的含量较少。渤海湾西岸滨海盐渍土为中度氯盐渍土,平均含盐量为2.64%。 (4)盐渍土存在盐胀、溶陷和腐蚀性,易引起土的低强度和大变形问题,未经改性处置不能满足填筑路基的要求。为提高渤海湾西岸第四系盐渍土的抗剪强度和抗变形性能,可采用加筋处置方法。采用麦秸秆加筋盐渍土,研究麦秸秆与盐渍土的摩擦作用形式。 ① 利用直剪摩擦试验分析麦秸秆加筋土的筋土界面特性,发现剪切界面上存在着筋/土、土/土的两种摩擦作用形式。低含水率、高干密度、小加筋间距、有茎节等制样条件,均有利于麦秸秆加筋土界面综合抗剪强度的提高。 ② 为研究麦秸秆加筋土的筋土摩擦作用,进行了滨海盐渍土与麦秸秆的拉拔摩擦试验。结果表明:筋土摩擦强度随含水率的增大而减小,随干密度和麦秸秆埋置深度的增加而增大。 位于华北坳陷区的渤海湾西岸滨海盐渍土,存在盐胀、溶陷和吸湿软化性。渤海湾西岸第四系盐渍土的最优含水率17.6%,最大干密度1.81 g/cm3;每100 g土中K+和Na+的总含量为0.74 mg,Ca2+、Mg2+、Cl-和SO42-的含量分别为0.07、0.06、1.40和0.35 mg;土的类型为中度氯盐渍土,平均含盐量为2.64%。(与上段内容重复了,删掉)采用麦秸秆加筋盐渍土,可有效提高土的抗剪强度。研究成果可丰富加筋土的强度理论,并为开发滨海盐渍土的改性处置提供指导。

关键词

盐渍土/物理化学性质/麦秸秆/改性处理/抗剪强度

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授予学位

硕士

学科专业

地质学

导师

柴寿喜

学位年度

2015

学位授予单位

天津城建大学

语种

中文

中图分类号

S1
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