【摘要】：鹽漬土在我國分布面積廣泛,尤其在吉林西部地區(qū)更分布著大量的鹽漬土。在吉林西部地區(qū)一些工程建設(shè)需要修建在鹽漬土地基上,但是鹽漬土具有凍脹、溶陷、鹽脹等眾多不良的工程地質(zhì)性質(zhì),對工程特性影響很大。因此本文以吉林省鎮(zhèn)賚地區(qū)40cm層鹽漬土作為主要研究對象,對鹽漬土的基本性質(zhì)及強(qiáng)度特性進(jìn)行了試驗研究,并結(jié)合微觀試驗結(jié)果,對鹽漬土強(qiáng)度的影響機(jī)理進(jìn)行了分析。本文研究的主要內(nèi)容及成果主要有以下幾個方面:(1)通過對吉林省鎮(zhèn)賚縣鹽漬土的典型地區(qū)進(jìn)行野外考察和實地取樣,并進(jìn)行了一系列的室內(nèi)試驗分析,可以得出:從物質(zhì)組成來看,研究區(qū)土樣的顆粒成分主要以粉粒和粘粒等細(xì)粒為主,約占93%,屬于粉質(zhì)輕粘土。從研究區(qū)的物理化學(xué)性質(zhì)來看,研究區(qū)土樣為低液限粉質(zhì)粘土。通過易溶鹽含量測試,鹽漬土的含鹽總量為0.4515%。各分量當(dāng)中,陽離子主要為Na~+,陰離子主要為HCO_3~-、Cl~-和SO_4~(2-)離子,根據(jù)鹽漬化類型的分類標(biāo)準(zhǔn),將該土樣的鹽漬化的類型定名為碳酸鹽漬土。從力學(xué)性質(zhì)來看,研究區(qū)原狀土的壓縮系數(shù)為0.36 MPa-1,壓縮模量為5.05 Mpa,屬于中壓縮性土,并且土的抗剪強(qiáng)度并不是很大。經(jīng)過重塑后的土抗剪強(qiáng)度增大,壓縮性降低。經(jīng)過擊實試驗得到的研究區(qū)土的最優(yōu)含水率為20%。這為下一步的鹽漬土強(qiáng)度特性的研究奠定了基礎(chǔ)。(2)為了研究鹽漬土壓縮特性,選取了含水率、含鹽量、壓實度三個影響因素,對研究區(qū)鹽漬土進(jìn)行了單向高壓固結(jié)試驗。選取壓縮系數(shù)作為衡量鹽漬土壓縮性高低的指標(biāo),試驗表明:在相同的含鹽量及壓實度條件下,土的壓縮性隨著含水率的增加逐漸增大,但是在最優(yōu)含水率附近土的壓縮性很低。在相同的含水率及壓實度條件下,土的壓縮性隨著含鹽量的增加先減小后增大,在鹽分達(dá)到溶解度析出時開始增大。在相同含水率及含鹽量的條件下,鹽漬土的壓縮性隨壓實度的增大逐漸減小。(3)為了研究鹽漬土的抗剪強(qiáng)度特性,設(shè)計了不同含水率、含鹽量及壓實度條件的三軸不固結(jié)不排水剪試驗。選取抗剪強(qiáng)度指標(biāo)對鹽漬土的抗剪強(qiáng)度大小進(jìn)行分析,試驗結(jié)果表明:鹽漬土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線基本呈應(yīng)變硬化型。在相同的含鹽量及壓實度條件下,土的內(nèi)聚力C和內(nèi)摩擦角φ隨著含水率的增加均逐漸減小,但是在含水率大于22%之后,內(nèi)摩擦角出現(xiàn)大幅度的降低。在相同的含水率及壓實度條件下,土的內(nèi)聚力C隨著含鹽量的增大而減小,在含鹽量為1.5%時達(dá)到最小并開始增大。內(nèi)摩擦角φ隨著含鹽量的增大逐漸減小。含水率及含鹽量相同,經(jīng)不同壓實度壓實的土的內(nèi)聚力C隨著壓實度的增大,整體呈增大的趨勢,并且隨著壓實度的增大,內(nèi)聚力的增長幅度逐漸增大。內(nèi)摩擦角φ隨著壓實度的增大也是逐漸增大的,但是增長幅度并不是很大。(4)通過壓汞試驗對重塑后的不同含水率、含鹽量及壓實度的土樣進(jìn)行微觀特征研究,得出:土的孔隙率隨著含水率的增加逐漸增大。隨著含鹽量的增加,當(dāng)含鹽量小于1.5%時,孔隙率逐漸增大,在含鹽量大于1.5%之后轉(zhuǎn)而減小。隨著壓實度的增加,土的孔隙率也是逐漸減小的。不同條件下孔隙的分布均以小孔隙為主,隨著含水率、含鹽量以及壓實度的變化,孔隙的分布都產(chǎn)生了相應(yīng)的變化。(5)對不同含水率及含鹽量的重塑土進(jìn)行掃描電鏡試驗,對得到的圖像進(jìn)行定性分析發(fā)現(xiàn):土的結(jié)構(gòu)主要為團(tuán)聚狀結(jié)構(gòu),土中觀察到了許多伊蒙混層礦物。隨含水率的增加,顆粒的團(tuán)聚性增強(qiáng)。隨著含鹽量的增加,土中可觀察到呈針狀的碳酸氫鈉鹽結(jié)晶體。(6)應(yīng)用IPP軟件對掃描電鏡圖像進(jìn)行處理,對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析,結(jié)果表明:不同含水率和含鹽量下,土中孔隙和結(jié)構(gòu)單元體的形狀主要為近橢圓狀,近圓形和長條形的相對較少;隨著含水率的增大,土中孔隙及結(jié)構(gòu)單元體的分形維數(shù)逐漸增大,但是隨著含鹽量的增大,土中孔隙及結(jié)構(gòu)單元體的分形維數(shù)逐漸減小,并且土中孔隙的分形維數(shù)均高于結(jié)構(gòu)單元體的分形維數(shù)。(7)對鹽漬土強(qiáng)度的變形機(jī)理進(jìn)行了相關(guān)研究,將宏觀與微觀試驗結(jié)果相結(jié)合對含水率、含鹽量及壓實度對鹽漬土強(qiáng)度影響機(jī)理進(jìn)行分析。影響鹽漬土強(qiáng)度的因素有很多,本文主要選擇了含水率、含鹽量及壓實度三個因素探討其對土體強(qiáng)度的影響。鹽漬土強(qiáng)度隨影響因素的變化,在宏觀上表現(xiàn)為土體的壓縮性指標(biāo)壓縮系數(shù)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)內(nèi)聚力與內(nèi)摩擦角的變化,表現(xiàn)為土的壓縮量增大或減小,抵抗剪切的能力增大或減小。而在微觀的角度則是表現(xiàn)在土中顆粒之間水膜的厚度、土中孔隙體積以及顆粒之間的連結(jié)方式的變化,進(jìn)而對壓縮指標(biāo)及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)造成影響。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU448

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本文編號：2379227