盐渍土的工程性质 精品
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盐渍土的工程性质
盐渍土的工程性质
1
2 3
盐渍土的成因及主要特征
盐渍土的物理化学性质
盐渍土的工程力学性质
4
盐渍土地基的工程处治措施
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土的定义
岩石在风化过程中分离出少量的易溶盐类(氯盐、硫酸盐、碳酸盐), 易溶盐被水流带至江河、湖泊洼地或随水渗入地下溶入地下水中,当地下水沿 土层的毛细管升高至地表或接近地表,经蒸发作用水中盐分分离出来聚集于地 表或地表下土层中,当土层中易溶盐的含量大于0.5%时,这种土成为盐渍土。
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土的分类
1.按分布的区划分 a 滨海盐渍土:滨海一带受海水侵袭后,经蒸发作用,水中盐分聚集于地表或地 表下不深的土层中,即形成滨海盐渍土。其主要分布在长江以北,江苏、山东、河 北、天津等滨海平原。长江以南也有零星分布。 b 内陆盐渍土:易溶盐类随水流从高处带到洼地,经蒸发作用盐分凝聚而成。一 般因洼地周围地形坡降较大、堆积物颗粒较粗多为碎石土,因此,土层盐渍化的发 展,向洼地中心较为严重。主要分布在盆地型盐渍土,在卧高新疆的塔里木盆地、 准葛尔盆地、青海柴达木盆地、宁夏银川平原等都是这类盐渍土。 c 冲积平原盐渍土:主要由于河床淤积或兴修水利等,使地下水为局部升高,导 致局部地区的盐渍化。主要分布在黄河、淮河、海河冲积平原,松辽平原以及三江 平原上。 2. 按含盐成分划分
在求得含液量后,其它计算指标凡是用含水量的均以含液量带入即可:如:
d
1 0.01 B
(1 0.01 B )GS
e
1
Sr
B GS
e
二、盐渍土的基本性质-物理性质
氯盐渍土的可塑性 研究资料表明,液、塑限随含盐量的增加而降低,有色西安勘察 院对察尔汗盐湖区的氯盐渍土进行试验时,土的可溶盐含量为6%-10%, 进行了洗盐(自来水和蒸馏水各洗三遍)及未洗盐的可塑性试验,发 现未洗盐的土其液限含水量平均值比洗盐后的土小2%-3%, 塑限含水量 小1%-2%。另外人工配置的含盐量的试验也表明含盐量越大,土的可塑 性越低。 不同含盐量的可塑行试验
一、盐渍土的成因及主要特征
土中盐阴离子比值定性分析
注:离子含量以100g土中离子毫克当量计
一、盐渍土的成因及主要特征
盐类名称 基本性质
氯盐类 1.溶解度大; (NaCl,KCl,CaCl2,MgCl) 2.有明显的吸湿性; 3.结晶时体积不发生变化; 4.能使冰点显著下降。 硫酸盐类 (Na2SO4 MgSO4) 1无吸湿性; 2硫酸钠结晶时,体积增大(Na2SO4.10H2O)在32.40C时芒硝 放出水份形成无水芒硝,体积缩小。 3.硫酸镁结晶时,体积增大(MgSO4.7H2O),脱水时,体积 缩小。 4.硫酸钠在32.40C以下时,溶解度随温度增加而增加,在 32.40C以上时,溶解度随温度下降。
B 含液量, % 含水量 , % a 强结合水含量,
B
Ds
100%
式中:Ds 实测的易溶盐含量 ,%。 当B ≥35.7%时,取35.7%( 35.7%为0~200C时的氯化钠的溶解度值),小于 35.7%时,可查相关测试表。(如《岩土工程手册》P952表29-2-3)
二、盐渍土的基本性质-物理性质
盐渍土中含有大量的易溶盐。在自然条件下部分溶解在土中的水份里,当含盐 量超过饱和浓度时,多余部分盐则以固体形态存在于土中,溶解在水份里的盐并不能 协同土颗粒起骨架作用。而现在的含水量测定方法(烘干法)把土中含盐的“水溶液”, 当作纯水考虑,这就使土中的“固相”增加,“液相”减少,根据土的三相图求得的计算 指标与实际有出入,如干密度偏大,饱和度偏小等。 在目前尚无新的测试方法的情况下,铁道部第一勘测设计院建议将氯盐渍土的实 测含水量折算为“含液量”来考虑。所谓“含液量”是指图中的水溶液质量与土和固体盐 的质量比。可按下式计算:
中等盐渍土
1.0~5.0
1.0~2.0
强盐渍土
>5.0
>2.0
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土凝结成块状
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土的龟裂
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土壤上稀疏的植物
一、盐渍土的成因及主要特征
在盐渍地带新建的公路
二、盐渍土的基本性质-物理性质
盐渍土的物理性质 与含水量有关的物理指标
(一)盐化过程
盐化过程是指地表水、地下水以及母质中含有的盐分,在强烈的蒸发作 用下,通过土体毛管水的垂直和水平移动逐渐向地表积聚的过程。我国盐渍 土的积盐过程可细分为: 1)地下水影响下的盐分积累作用; 2)海水浸渍影响下的盐分积累作用; 3)地下水和地表水渍涝共同影响下的盐分积累作用; 4)含盐地表径流影响下的盐分积累作用(洪积积盐); 5)残余积盐作用;
由于盐渍土的形成受上述条件的限制,因此其分布一般易在 地势较低和地下水位较高的地段,如内陆洼地,盐湖和河流两岸的漫 滩、低级阶地、牛轭湖及三角洲洼地、山间洼地等地段。 我国西北地区的青海、新疆、宁夏等省份由于气候干燥,内陆湖 泊较多,在盆地到高山区段,往往形成盐渍土,在滨海地区,由于海 水侵袭也常形成盐渍土,在平原地带,由于河床淤积或灌溉等原因也 常使土壤盐渍化形成盐渍土。 盐渍土的厚度一般不大,平原及滨海地区的盐渍土一般分布在地 表下2.0-4.0m其厚度与地下水埋深、土的毛细上升高度以及蒸发作用 影响深度(蒸发强度)有关,内陆盆地的盐渍土厚度有的可达几十米。 如柴达木盆地中的盐渍土厚度可达30m以上。
6)碱化-盐化作用。
一、盐渍土的成因及主要特征
由于积盐作用和附加过程的不同,分别形成相应的盐土亚类。盐化过程 由季节性的积盐与脱盐两个方向相反的过程构成,但水盐运动的总趋势是向 着土体上层,即一年中以水分向上蒸发、可溶盐向表土层聚集占优势。 水盐运动过程中,各种盐类依其溶解度的不同,在土体中的淀积具有一 定的时间顺序,使盐分在剖面中具有垂直分异。在地下水借毛管作用向地表 运动的过程中,随着水分的蒸发,土壤溶液的盐分总浓度增加,溶解度最小 的硅酸的化合物首先达到饱和,而沉淀在紧接地下水的底土中,随后,溶液 为重碳酸盐饱和,开始形成碳酸钙沉淀,再后是石膏发生沉淀,所以在剖面 中常可看见下部为硅酸的化合物,其上是石膏层,表层是碳酸钙淀积层。 易溶性盐类(包括氯化物和硫酸钠、镁)由于溶解度高,较难达到饱和, 一直移动到表土,在水分大量蒸发后才沉淀下来,形成第三个盐分聚积层。 因此表层通常为混合积盐层。在地下水位高(1米左右)的情况下,石膏也可 能与其他可溶盐一起累积于地表。
(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)碱化过程
碱化过程是指交换性钠不断进入土壤吸收性复合体的过程,又称为钠质 化过程。碱土的形成必须具备两个条件:一是有显著数量的钠离子进入土壤 胶体;二是土壤胶体上交换性钠的水解。阳离子交换作用在碱化过程中起重 要作用,特别是Na-Ca离子交换是碱化过程的核心。碱化过程通常通过苏打 (Na2CO3)积盐、积盐与脱盐频繁交替以及盐土脱盐等途径进行。
胶体 Na+H2O-→ 胶体 H+Na++OH-
一、盐渍土的成因及主要特征
粘粒交换性钠的水化程度增加,粘粒分散,土壤物理性质才劣化。如图所示, 当土壤碱化度(ESP)为 a时,若土壤溶液的电导率(EC)>b,粘粒仍呈絮凝 状;当EC<b,则粘粒膨胀、胶溶。
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土的分布
( a )(100 B) B a 100 ( a ) B
二、盐渍土的基本性质-物理性质
式中:
% B 每100克水中溶解的盐重,% 按上式计算时,关键在于如何确定 和B值。强结合水目前还没有很好测定方 a 法,一般取最大吸湿水(土在94%的性对湿度下所能吸收的含水量)的80%,或 吸湿水(风干土稳定含水量)的1.5倍。B值可按下式计算:
一、盐渍土的成因及主要特征
当然,自然条件的复杂性也会造成盐分在土壤剖面分布的复杂性,例如: 雨季或灌溉造成的淋溶,使可溶盐中溶解度最高的氯化物首先遭到淋溶,使 土壤表层相对富集了溶解度较小的硫酸盐类。又如在苏打累积区,因为碳酸 钠的溶解度受温度影响较大,在春季地温上升时期,碳酸钠随其他可溶盐类 一起上升到地表。到秋冬温度下降,苏打的溶解度减小,因而大部分仍保留 在土壤表层而不被淋洗,所以一般情况下,苏打都累积于土壤的表层。总之, 在底土易累积溶解度最小的盐类,包括R2O3、SiO2、CaMg(CO3)2、CaCO3、 CaSO4和 Na2SO4等。其他的盐类由于具有较高的溶解度,且溶解度随温度而变, 因此具有明显的季节性累积特点,一般累积于土壤的表层。
2CO32-+HCO3Cl-+2SO42-
盐渍土名称 氯盐渍土 亚氯盐渍土 亚硫酸盐渍土 硫酸盐渍土 碱性盐渍土
Cl-/2SO42>2 2~1 1~0.3 <0.3
>0.3
一、盐渍土的成因及主要特征
平均含盐量(%) 盐渍土名称 弱盐渍土 Cl-/2SO42-≥1 0.5~1.0 Cl-/2SO42-<1 0.5~1.0
一、盐渍土的成因及主要特征
3)中性钠盐与CaCO3的作用: CaCO3+2NaClCaCl2+Na2CO3,或 CaCO3+Na2SO4CaSO4+Na2CO3 4)生物化学的还原作用:
Na2S+CO2+H2ONa2CO3+H2S↑ 5)植物体的腐解作用: 草原地区植物体内吸收了不少钠离子,当植物腐烂后,就转变为碳酸钠,逐渐累积在 地表。 2.当土壤中积盐和脱盐过程频繁交替发生时,促进了钠离子进入土壤胶体取代钙、镁的过 程,使土壤发生碱化。土壤中盐分为氯化物或硫酸盐时,其反应式如下:
一、盐渍土的成因及主要特征
此反应是可逆的,钠在胶体上仅能交换一部分钙镁。当土壤溶液中钠的浓度与 钙、镁总量之比等于或大于4时,钠便能被土壤胶体吸收。季节性干湿交替乃 至每次晴雨变化,盐分在土体中都有上下移动,钠盐溶解度大而趋于表聚,钙、 镁则向下层淋淀,致使土壤表层中钠盐逐渐占绝对优势,钠离子能进入交换点, 碱化过程得以进行。 3.碱土的形成往往与脱盐过程相伴发生。在土壤胶体表面含有显著数量的交换性 钠但土中仍含有较多可溶盐(以Na2SO4、NaCl为主,而非Na2CO3或 NaHCO3) 的情况下,因土壤溶液浓度较大,阻止了交换性钠的水解,土壤的pH值并不升 高,物理性质也不恶化。只有当该盐土脱盐到一定程度,一部分交换性钠水解, 产生的 OH-使 pH升高,反应式为
碳酸盐类 (Na2CO2 NaHCO2)
1.水溶液有很大的碱性反应; 2.对粘土胶体颗粒有很大的分散作用。
一、盐渍土的成因及主要特征
3. 按土中所含盐量多少划分 当土中含盐量超过一定值时,土的工程性能就有一定的影响。当 图中易溶盐含量小于0.5%时,盐分对土的物理、力学性质不产生影响, 只有大于0.5%时才显出影响,所以按含盐量来分类是对含盐性质分类 的补充。
盐渍土形成应具备的条件:
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。 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。 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%。
一、盐渍土的成因及主要特征
1.当土壤溶液含有大量苏打时,交换性钠进入土壤胶体的能力最强, 其反 应式为:
以上反应式中,CaCO3和MgCO3不易溶于水(特别当有苏打存在时), 因此,钠几乎完全置换了交换性钙、镁。 土溶液中苏打的形成有若干途径: 1)岩石的风化作用: 岩石风化产物使土壤和地下水中含Na2CO3和 NaHCO3。 2)物理化学作用(碱交换作用),反应式如下:
一、盐渍土的成因及主要特征
在这种极端干旱的气候条件下,使盐分有利于在土层中聚集。
盐渍土路基的毛细上升过程
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土的成土过程
盐渍土中的盐分积累是地壳表层发生的地球化学过程的结果,其盐分来 源于矿物风化、降雨、盐岩、灌溉水、地下水以及人为活动,盐类成分主要 有钠、钙、镁的碳酸盐、硫酸盐和氯化物。土壤盐渍化过程可分为盐化和碱 化两种过程。
盐渍土的工程性质
1
2 3
盐渍土的成因及主要特征
盐渍土的物理化学性质
盐渍土的工程力学性质
4
盐渍土地基的工程处治措施
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土的定义
岩石在风化过程中分离出少量的易溶盐类(氯盐、硫酸盐、碳酸盐), 易溶盐被水流带至江河、湖泊洼地或随水渗入地下溶入地下水中,当地下水沿 土层的毛细管升高至地表或接近地表,经蒸发作用水中盐分分离出来聚集于地 表或地表下土层中,当土层中易溶盐的含量大于0.5%时,这种土成为盐渍土。
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土的分类
1.按分布的区划分 a 滨海盐渍土:滨海一带受海水侵袭后,经蒸发作用,水中盐分聚集于地表或地 表下不深的土层中,即形成滨海盐渍土。其主要分布在长江以北,江苏、山东、河 北、天津等滨海平原。长江以南也有零星分布。 b 内陆盐渍土:易溶盐类随水流从高处带到洼地,经蒸发作用盐分凝聚而成。一 般因洼地周围地形坡降较大、堆积物颗粒较粗多为碎石土,因此,土层盐渍化的发 展,向洼地中心较为严重。主要分布在盆地型盐渍土,在卧高新疆的塔里木盆地、 准葛尔盆地、青海柴达木盆地、宁夏银川平原等都是这类盐渍土。 c 冲积平原盐渍土:主要由于河床淤积或兴修水利等,使地下水为局部升高,导 致局部地区的盐渍化。主要分布在黄河、淮河、海河冲积平原,松辽平原以及三江 平原上。 2. 按含盐成分划分
在求得含液量后,其它计算指标凡是用含水量的均以含液量带入即可:如:
d
1 0.01 B
(1 0.01 B )GS
e
1
Sr
B GS
e
二、盐渍土的基本性质-物理性质
氯盐渍土的可塑性 研究资料表明,液、塑限随含盐量的增加而降低,有色西安勘察 院对察尔汗盐湖区的氯盐渍土进行试验时,土的可溶盐含量为6%-10%, 进行了洗盐(自来水和蒸馏水各洗三遍)及未洗盐的可塑性试验,发 现未洗盐的土其液限含水量平均值比洗盐后的土小2%-3%, 塑限含水量 小1%-2%。另外人工配置的含盐量的试验也表明含盐量越大,土的可塑 性越低。 不同含盐量的可塑行试验
一、盐渍土的成因及主要特征
土中盐阴离子比值定性分析
注:离子含量以100g土中离子毫克当量计
一、盐渍土的成因及主要特征
盐类名称 基本性质
氯盐类 1.溶解度大; (NaCl,KCl,CaCl2,MgCl) 2.有明显的吸湿性; 3.结晶时体积不发生变化; 4.能使冰点显著下降。 硫酸盐类 (Na2SO4 MgSO4) 1无吸湿性; 2硫酸钠结晶时,体积增大(Na2SO4.10H2O)在32.40C时芒硝 放出水份形成无水芒硝,体积缩小。 3.硫酸镁结晶时,体积增大(MgSO4.7H2O),脱水时,体积 缩小。 4.硫酸钠在32.40C以下时,溶解度随温度增加而增加,在 32.40C以上时,溶解度随温度下降。
B 含液量, % 含水量 , % a 强结合水含量,
B
Ds
100%
式中:Ds 实测的易溶盐含量 ,%。 当B ≥35.7%时,取35.7%( 35.7%为0~200C时的氯化钠的溶解度值),小于 35.7%时,可查相关测试表。(如《岩土工程手册》P952表29-2-3)
二、盐渍土的基本性质-物理性质
盐渍土中含有大量的易溶盐。在自然条件下部分溶解在土中的水份里,当含盐 量超过饱和浓度时,多余部分盐则以固体形态存在于土中,溶解在水份里的盐并不能 协同土颗粒起骨架作用。而现在的含水量测定方法(烘干法)把土中含盐的“水溶液”, 当作纯水考虑,这就使土中的“固相”增加,“液相”减少,根据土的三相图求得的计算 指标与实际有出入,如干密度偏大,饱和度偏小等。 在目前尚无新的测试方法的情况下,铁道部第一勘测设计院建议将氯盐渍土的实 测含水量折算为“含液量”来考虑。所谓“含液量”是指图中的水溶液质量与土和固体盐 的质量比。可按下式计算:
中等盐渍土
1.0~5.0
1.0~2.0
强盐渍土
>5.0
>2.0
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土凝结成块状
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土的龟裂
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土壤上稀疏的植物
一、盐渍土的成因及主要特征
在盐渍地带新建的公路
二、盐渍土的基本性质-物理性质
盐渍土的物理性质 与含水量有关的物理指标
(一)盐化过程
盐化过程是指地表水、地下水以及母质中含有的盐分,在强烈的蒸发作 用下,通过土体毛管水的垂直和水平移动逐渐向地表积聚的过程。我国盐渍 土的积盐过程可细分为: 1)地下水影响下的盐分积累作用; 2)海水浸渍影响下的盐分积累作用; 3)地下水和地表水渍涝共同影响下的盐分积累作用; 4)含盐地表径流影响下的盐分积累作用(洪积积盐); 5)残余积盐作用;
由于盐渍土的形成受上述条件的限制,因此其分布一般易在 地势较低和地下水位较高的地段,如内陆洼地,盐湖和河流两岸的漫 滩、低级阶地、牛轭湖及三角洲洼地、山间洼地等地段。 我国西北地区的青海、新疆、宁夏等省份由于气候干燥,内陆湖 泊较多,在盆地到高山区段,往往形成盐渍土,在滨海地区,由于海 水侵袭也常形成盐渍土,在平原地带,由于河床淤积或灌溉等原因也 常使土壤盐渍化形成盐渍土。 盐渍土的厚度一般不大,平原及滨海地区的盐渍土一般分布在地 表下2.0-4.0m其厚度与地下水埋深、土的毛细上升高度以及蒸发作用 影响深度(蒸发强度)有关,内陆盆地的盐渍土厚度有的可达几十米。 如柴达木盆地中的盐渍土厚度可达30m以上。
6)碱化-盐化作用。
一、盐渍土的成因及主要特征
由于积盐作用和附加过程的不同,分别形成相应的盐土亚类。盐化过程 由季节性的积盐与脱盐两个方向相反的过程构成,但水盐运动的总趋势是向 着土体上层,即一年中以水分向上蒸发、可溶盐向表土层聚集占优势。 水盐运动过程中,各种盐类依其溶解度的不同,在土体中的淀积具有一 定的时间顺序,使盐分在剖面中具有垂直分异。在地下水借毛管作用向地表 运动的过程中,随着水分的蒸发,土壤溶液的盐分总浓度增加,溶解度最小 的硅酸的化合物首先达到饱和,而沉淀在紧接地下水的底土中,随后,溶液 为重碳酸盐饱和,开始形成碳酸钙沉淀,再后是石膏发生沉淀,所以在剖面 中常可看见下部为硅酸的化合物,其上是石膏层,表层是碳酸钙淀积层。 易溶性盐类(包括氯化物和硫酸钠、镁)由于溶解度高,较难达到饱和, 一直移动到表土,在水分大量蒸发后才沉淀下来,形成第三个盐分聚积层。 因此表层通常为混合积盐层。在地下水位高(1米左右)的情况下,石膏也可 能与其他可溶盐一起累积于地表。
(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)碱化过程
碱化过程是指交换性钠不断进入土壤吸收性复合体的过程,又称为钠质 化过程。碱土的形成必须具备两个条件:一是有显著数量的钠离子进入土壤 胶体;二是土壤胶体上交换性钠的水解。阳离子交换作用在碱化过程中起重 要作用,特别是Na-Ca离子交换是碱化过程的核心。碱化过程通常通过苏打 (Na2CO3)积盐、积盐与脱盐频繁交替以及盐土脱盐等途径进行。
胶体 Na+H2O-→ 胶体 H+Na++OH-
一、盐渍土的成因及主要特征
粘粒交换性钠的水化程度增加,粘粒分散,土壤物理性质才劣化。如图所示, 当土壤碱化度(ESP)为 a时,若土壤溶液的电导率(EC)>b,粘粒仍呈絮凝 状;当EC<b,则粘粒膨胀、胶溶。
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土的分布
( a )(100 B) B a 100 ( a ) B
二、盐渍土的基本性质-物理性质
式中:
% B 每100克水中溶解的盐重,% 按上式计算时,关键在于如何确定 和B值。强结合水目前还没有很好测定方 a 法,一般取最大吸湿水(土在94%的性对湿度下所能吸收的含水量)的80%,或 吸湿水(风干土稳定含水量)的1.5倍。B值可按下式计算:
一、盐渍土的成因及主要特征
当然,自然条件的复杂性也会造成盐分在土壤剖面分布的复杂性,例如: 雨季或灌溉造成的淋溶,使可溶盐中溶解度最高的氯化物首先遭到淋溶,使 土壤表层相对富集了溶解度较小的硫酸盐类。又如在苏打累积区,因为碳酸 钠的溶解度受温度影响较大,在春季地温上升时期,碳酸钠随其他可溶盐类 一起上升到地表。到秋冬温度下降,苏打的溶解度减小,因而大部分仍保留 在土壤表层而不被淋洗,所以一般情况下,苏打都累积于土壤的表层。总之, 在底土易累积溶解度最小的盐类,包括R2O3、SiO2、CaMg(CO3)2、CaCO3、 CaSO4和 Na2SO4等。其他的盐类由于具有较高的溶解度,且溶解度随温度而变, 因此具有明显的季节性累积特点,一般累积于土壤的表层。
2CO32-+HCO3Cl-+2SO42-
盐渍土名称 氯盐渍土 亚氯盐渍土 亚硫酸盐渍土 硫酸盐渍土 碱性盐渍土
Cl-/2SO42>2 2~1 1~0.3 <0.3
>0.3
一、盐渍土的成因及主要特征
平均含盐量(%) 盐渍土名称 弱盐渍土 Cl-/2SO42-≥1 0.5~1.0 Cl-/2SO42-<1 0.5~1.0
一、盐渍土的成因及主要特征
3)中性钠盐与CaCO3的作用: CaCO3+2NaClCaCl2+Na2CO3,或 CaCO3+Na2SO4CaSO4+Na2CO3 4)生物化学的还原作用:
Na2S+CO2+H2ONa2CO3+H2S↑ 5)植物体的腐解作用: 草原地区植物体内吸收了不少钠离子,当植物腐烂后,就转变为碳酸钠,逐渐累积在 地表。 2.当土壤中积盐和脱盐过程频繁交替发生时,促进了钠离子进入土壤胶体取代钙、镁的过 程,使土壤发生碱化。土壤中盐分为氯化物或硫酸盐时,其反应式如下:
一、盐渍土的成因及主要特征
此反应是可逆的,钠在胶体上仅能交换一部分钙镁。当土壤溶液中钠的浓度与 钙、镁总量之比等于或大于4时,钠便能被土壤胶体吸收。季节性干湿交替乃 至每次晴雨变化,盐分在土体中都有上下移动,钠盐溶解度大而趋于表聚,钙、 镁则向下层淋淀,致使土壤表层中钠盐逐渐占绝对优势,钠离子能进入交换点, 碱化过程得以进行。 3.碱土的形成往往与脱盐过程相伴发生。在土壤胶体表面含有显著数量的交换性 钠但土中仍含有较多可溶盐(以Na2SO4、NaCl为主,而非Na2CO3或 NaHCO3) 的情况下,因土壤溶液浓度较大,阻止了交换性钠的水解,土壤的pH值并不升 高,物理性质也不恶化。只有当该盐土脱盐到一定程度,一部分交换性钠水解, 产生的 OH-使 pH升高,反应式为
碳酸盐类 (Na2CO2 NaHCO2)
1.水溶液有很大的碱性反应; 2.对粘土胶体颗粒有很大的分散作用。
一、盐渍土的成因及主要特征
3. 按土中所含盐量多少划分 当土中含盐量超过一定值时,土的工程性能就有一定的影响。当 图中易溶盐含量小于0.5%时,盐分对土的物理、力学性质不产生影响, 只有大于0.5%时才显出影响,所以按含盐量来分类是对含盐性质分类 的补充。
盐渍土形成应具备的条件:
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。 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。 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%。
一、盐渍土的成因及主要特征
1.当土壤溶液含有大量苏打时,交换性钠进入土壤胶体的能力最强, 其反 应式为:
以上反应式中,CaCO3和MgCO3不易溶于水(特别当有苏打存在时), 因此,钠几乎完全置换了交换性钙、镁。 土溶液中苏打的形成有若干途径: 1)岩石的风化作用: 岩石风化产物使土壤和地下水中含Na2CO3和 NaHCO3。 2)物理化学作用(碱交换作用),反应式如下:
一、盐渍土的成因及主要特征
在这种极端干旱的气候条件下,使盐分有利于在土层中聚集。
盐渍土路基的毛细上升过程
一、盐渍土的成因及主要特征
盐渍土的成土过程
盐渍土中的盐分积累是地壳表层发生的地球化学过程的结果,其盐分来 源于矿物风化、降雨、盐岩、灌溉水、地下水以及人为活动,盐类成分主要 有钠、钙、镁的碳酸盐、硫酸盐和氯化物。土壤盐渍化过程可分为盐化和碱 化两种过程。