改善施工现场盐渍土土质工程特性研究

改善施工现场盐渍土土质工程特性研
究
摘要：盐渍土对环境变化比较敏感会随着外界条件的变化而变化，在工程建设过程中会出现腐蚀、盐胀、溶陷等工程病害问题。

特别是在南疆开展各项土建工程，存在着众多问题，以现有的技术上在盐渍土上兴建各项岩土工程要花费巨大的人力和物力造价非常高。

尤其是一些传统的盐渍土地处理方法还存在很多问题，对此更加需要对该土质进行研究处理，以减少不必要的安全事故，确保工程的安全性和可靠性使投资合理化。

本次研究针对南疆巴州若羌县盐渍土特点，利用粉煤灰改良盐渍土，进一步提高了盐渍土的利用价值。

关键词：粉煤灰；盐渍土；抗剪强度；压缩性
1工程概况
1.1 工程概况
该项目坐落于南疆巴州若羌县以东，315国道以南的重工业园区，距县城24公里，处于戈壁滩上，周围1公里暂无建筑物；项目共计24栋单体，总建筑面积66384.02平方米，其中10栋为框架结构，12栋为钢结构，1栋电锅炉房，1栋加油站,地上1层属于工业厂房，单体最高13m。

若羌县天气过程频繁，大风、沙尘暴、高温等灾害性天气非常多，导致当地土壤中的盐分以骨架结晶盐的方式存在土体中，形成特殊的土壤盐渍土，加大了项目施工的难度和成本。

1.2研究内容
本论文主要选取南疆巴州若羌县工业园的盐渍土作为改良对象、粉煤灰作为改良剂进行试验。

研究对象是在盐渍土中掺入不同含量的粉煤灰和蒸馏水充分混合制备成的盐渍土试样，具体研究内容如下（1）通过室内试验配置粉煤灰改良盐渍土，改良剂粉煤灰在不同掺量以及同一养护龄期下对于粉煤灰改良盐渍土剪
切强度特性的影响［2］；（2）研究在不同粉煤灰掺量下粉煤灰对盐渍土压缩特性
的影响；希望此次研究可以为南疆含有盐渍土的地区在工程建设施工过程中提供
一定的参考依据，减少其对工程建设的不必要危害［3］。

2 粉煤灰改良盐渍土的强度特性
实际工程施工表明，在岩土工程中的大多数情况破坏都是来源于剪切破坏，
岩土的抗剪强度重要参数是粘聚力及内摩擦角，而土的强度试验目的就是测量抗
剪强度指标粘聚力及内摩擦角。

所以研究土的抗剪强度就具有了非常重要的意义。

粉煤灰本身压缩性小、强度高还具有火山灰性质的活性，但不具有湿陷性，所以
在所以在建设领域中常作为建筑材料的改良添加剂。

所以本试验以南疆巴州若羌
县工业园挖取的盐渍土为原料，通过添加不同量的粉煤灰，在进行室内试验测得
土的∁、φ值进而得到掺入不同含量粉煤灰盐渍土的抗剪强度变化规律。

2.1 盐渍土的抗剪强度机理
材料的强度是指材料在外荷载作用下极限抵抗的能力。

土具有碎散性、多相
性和结构性和各向异性等特点。

土体的破坏形式大多数情况下都表现为剪切破坏，当荷载作用力大于土体的强度时，土体就会发生破坏，导致工程地质问题，如边
坡发生滑塌、挡土墙墙后填土、地基的失稳等。

在外力作用下，土体会发生剪应
力和剪切变形，当土中某一点外力产生的剪应力达到土的抗剪强度时，土体会沿
剪应力方向产生相对滑动，并在这一点上发生剪切破坏。

工程实践和室内试验证实，土体受剪切破坏，剪切破坏是土体强度破坏的一个重要特征，因此，土的强
度的本质是土的抗剪强度。

2 粉煤灰改良盐渍土的压缩变形特性
土体的性质决定了土体容易受力变形，对于给定的地基，变形取决于荷载的
大小、分布及土层的变形特性。

地基在上部建筑物重量的荷载作用下所产生的变
形包括竖向变形和侧向变形，向下的竖向位移称为沉降。

地基沉降主要是指地基
表面的竖直向下位移，其中压缩变形一般占主要部分。

因此我们结合规范对南疆
巴州若羌县工业园的盐渍土进行了采集，作为我们进行本次试验研究的试验土样，我们将采集的土样在室内进行烘干、粉碎后进行压缩变形试验，期望此次试验所
得出的结论能够为以后的南疆地区工程建设提供一定的参考价值，尽量减少其对
南疆地区工程的不必要危害性。

2.1 盐渍土的压缩机理
土体的压缩性是指土在压力作用下体积收缩。

土体的压缩性也是反映土体孔
隙性规律的基本内容之一。

土体压缩是指土体孔隙体积的减小，即土体中水分和
气体所占的体积缩小。

此时，土体颗粒重新排列，相互挤压。

对于饱和土的压缩，水具有流动性，土壤孔隙体积缩小，即土壤中水分所占的体积缩小。

饱和土压缩
的全过程，在压力作用下，随着土中水所占体积缩小的全过程称为土的固结。

在进行地基变形计算时，必须得到土体的压缩性指标。

采用室内试验来测定
土的压缩性指标。

侧限条件试验虽然不完全符合地基土的实际工程条件，但具有
操作简单、实用价值高等优点。

土的固结试验可以测定出土体的压缩系数和压缩
模量等压缩性指标。

固结试验是研究土体一维变形特性的试验方法，它是测定土样在压力作用下
的压缩特性。

所得指标用于确定土样的压缩性和计算土工建筑物与地基的沉降。

土的压缩性实际上是表示孔隙体积随着压力的增加而减小，固结试验结果一般被
整理成e-lgp曲线。

本试验的目的是测定土样在侧限和轴向排水条件下的变形和压力，或孔
隙比与压力的关系、变形与时间的关系，从而计算出土的压缩系数、压缩指数、
压缩模量、固结系数等。

盐渍土的压缩指标和一般土一样，可以用压缩系数、压
缩指数、压缩模量来表示。

盐渍土测定的方法与一般土也一样。

3.3 压缩试验结果及分析
对于土体的压缩性，一般采用压缩系数来比较和衡量土体的压缩性。

粉煤灰
在土体内发生水解水化反应的一系列作用经过相互渗透，进一步强化了改良盐渍
土的结构，降低了土体的压缩性。

粉煤灰掺量越大，水解水化反应对盐渍土结构
的强化作用越明显。

因此，随着粉煤灰掺量的提高，改良盐渍土的压缩性和压缩
系数都在逐渐减小。

在三联固结仪上进行了压缩变形试验，研究了粉煤灰改良盐渍土的压缩变形
特性。

分析出了粉煤灰掺量对改良盐渍土效果的影响。

得出了结论：初始阶段的
e-p曲线较为陡峭，土体的压缩量较大，后期曲线趋于平缓，土的压缩量也随之
减小。

这是由于土的密实度会随孔隙比e的减小而逐渐增加，但达到一定程度之后，土颗粒移动速度逐渐变缓且越来越难，因此产生的应变增量也逐渐减小。

但粉煤灰含量2.5%的试块曲线趋于斜线，变化明显。

随着粉煤灰掺量的增加，粉
煤灰固化盐渍土的孔隙比e逐渐增大。

一般来说，在相同压力下，应变增量越小，其压缩性越小，孔隙比e越大。

由此可见，粉煤灰的掺入可以改善盐渍土的压缩性，固化盐渍土的压缩性随着粉煤灰掺量的增加而降低。

粉煤灰掺入盐渍土中后
与土颗粒之间发生了一系列不可逆的物理化学反应，将土颗粒牢固地黏结成为整体，从而提高了盐渍土抵抗变形的能力，改善了盐渍土的压缩性。

在盐渍土中加入一定掺量的粉煤灰，可以较好地改良其压缩特性，即降低压
缩系数，提高压缩模量。

在试验掺量范围内，粉煤灰掺量越大改良的效果就会越好。

粉煤灰掺加到盐渍土中，降低了盐渍土的压缩性，提高了压缩模量；粉煤灰
对改良盐渍土的压缩特性具有一定的时间效应，随着养护时间的增加，盐渍土的
压缩性会逐渐降低。

3. 结论
伴随着我国工程经济的发展，在很多大中型工程建设过程中难以避免会穿过
富含盐渍土的地区。

所以需要开发建设盐渍土地区，利用盐渍土的资源，减少
其对工程的不必要危害性。

为了深入了解南疆巴州若羌县盐渍土的基本性质及其
工程特点，本文以南疆巴州若羌县的盐渍土为研究对象，在研究盐渍土的物理性质、力学性质的基础上，通过掺入大量粉煤灰对盐渍土改良进行了室内试验［4］，对粉煤灰掺入不同的量、不同的压实度、不同的养护龄期改良盐渍土的基本工程
特性进行了研究，就粉煤灰改良盐渍土的强度特性、变形特性得进行了研究与分析，得到以下几点结论：
（1）在抗剪试验中，对于不同粉煤灰掺入量的抗剪强度指标，随着粉煤灰
掺入量的增加，粘聚力和摩擦角增大，粘聚力显著增大，摩擦角变化较小;在试
验范围内，粉煤灰的配合比越大改良盐渍土的强度越高［5］。

对于不同龄期的抗
剪强度指标，随着养护龄期的延长，粘聚力和摩擦角都得以提高，强度持续较大
幅度的增长；粉煤灰改良盐渍土会随着养护龄期的延长其强度也会不断增加［6］。

（2）在压缩变形试验中，对于同一养护周龄期、同一粉煤灰掺入量的盐渍
土强度和变形特性，盐渍土的压缩系数会随着粉煤灰掺量的增加先增大后减小，
但随着养护龄期的增长，粉煤灰改良盐渍土的压缩性前期减小较快，后期较慢。

参考文献
［1］尚建文.西部地区盐渍土地基的有效利用[J].电力勘测设
计,2004,(1):16～18.
［2］陈康亮,刘长武,杨伟峰等.基于生石灰和粉煤灰改良硫酸盐渍土的强度
特性[J].科学技术
与工程,2020,20(26): 10888-10893.。