天津南港工业区改良盐渍土抗冻性能研究

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1、第1期(总第177期)2015年2月中回彳放z轺No．1(SeriaINo．177)CHINAMUNICIPALENGINEERINGFeb．2015DOI：10．3969／j．issn．1004—4655．2015．01．027天津南港工业区改良盐渍土抗冻性能研究杜艳廷，董进秋，刘好，刘淑艳，王伟(天津市市政工程研究院，天津300074)摘要：针对天津南港工业区3个不同的地质分区，通过冻融循环试验研究不同掺量的石灰、水泥改良盐渍土的抗冻效果。试验结果表明，石灰、水泥均能较好改善盐渍土的抗冻性能。南港工业区3个不同地质分区盐渍土的改良效果均有差异。其中，陆域区和素土回填区盐渍土改良后的抗冻

2、性能均高于海域吹填区。关键词：地质分区；盐渍土；改良；冻融循环；抗冻性能中图分类号：u416．166文献标志码：A文章编号：1004—4655(2015)01—0087一03工程实践表明，环境条件多变性引起的冻融循环过程是导致路基填料土力学特性退化、进而导致路基破坏的一个重要原因。南港工业区内的盐渍化软土塑性指数大，含盐量高，虽然采用石灰和水泥进行改良，其性能得到显著改善，但当温度或湿度变化时，盐渍土就会发生盐胀，使土体表层结构破坏和疏松，造成路面拱裂、路肩和边坡剥蚀等病害【1】。因此，用石灰和水泥改良后的盐渍土其抵抗冻融循环破坏性能的优良也不容忽视。本文通过冻融循环试验研究南港3个不同地

3、质分区的盐渍土经石灰、水泥改良后的抗冻融性能。1石灰、水泥改良盐渍土机理分析1．1石灰改良盐渍土机理分析土是许多颗粒(包括黏土胶体颗粒)组成的分散体系，而盐渍土的三相组成与一般土不同，它的化学组成和矿物成分更加复杂。石灰加人盐渍土后，除产生物理吸附作用外，还产生复杂的物理化学作用和化学作用。石灰在加入盐渍土后发生团聚，有凝胶物质生成，构成了凝胶团聚结构[2】。随着龄期的增长，棒状及纤维状结晶体逐渐生成，不断生长，构成结晶体的网架结构，而后胶凝结构层不断加厚，结晶的网架结构不断加密，形成胶凝结晶的网状混合结构。由于离子交换反应使黏土胶体絮凝，土的湿坍性得到改善，使石灰改良盐收稿日期：2014

4、一08一06第一作者简介：杜艳廷(1982_)，女，工程师，硕士，主要从事道路技术研究。渍土获得初期的水稳性。同时碳酸化反应与火山灰反应对提高石灰改良盐渍土的强度与稳定性起决定性的作用。当其生成物处于胶凝状态时，石灰改良盐渍土结构属凝聚结构。随着结晶网架的形成，逐渐向结晶缩合结构转化，刚度不断增大。因此，石灰加入盐渍土中，初期主要表现土的结团、塑性降低、最佳含水量增加和最大干密度减少等；后期由于结晶结构的形成，提高土的板体性、强度和耐久性。1．2水泥改良盐渍土机理分析原样土的微观结构多以松散粒状结构为主，颗粒间存在少量结晶体，主要为盐晶，会产生盐胀作用导致颗粒的联结力下降，使盐渍土的强度较

5、低。在水的作用下，这些盐结晶易于溶解，使盐渍土易出现坍塌和毁坏。水泥加入盐渍土后，初期水泥与水反应后，形成大量的胶凝态微粒，这些微粒在溶液中做着不规则的热运动，相互碰撞，通过分子引力相互凝聚，逐渐连接起来，形成一种贯穿于整体的3D凝聚的网状结构口】。随着龄期的增长，当凝聚网状结构形成的同时，距离较近的接触点开始向结晶点发展，逐渐形成3D的结晶网状结构。这种结构贯穿于整体，从而提高盐渍土的强度和稳定性。2原材料与试验方法2．1原材料盐渍土分别取南港工业区3个地质区有代表性的路基填筑盐渍土，其3个地质分区的盐渍土可溶盐测定值见表1、表2、表3。试验用水为普通饮用水。87中圄彳篮工存杜艳廷，董进

6、秋，刘好，等：天津南港工业区改良盐渍土抗冻性能研究2015年第1期水泥采用唐山施而得商标的P．042．5普通硅酸盐水泥，其主要物理性能指标见表4。石灰为天津当地消石灰粉，其物理性能指标见表5。表1陆域区地基土每100g土样可溶盐测定值土样各种离子含量／mg凸士卜Cl一，丐C032一HC0，一Cl—S0。2一Ca32Mf—K++Na+量／％S眈2一11．524．4l223．O151．316．027．4805．82．38．123．033．61134．4240．230．154．7727．62．24．734．538．1l134．4120．110．036．5730．52．19．4表2素土回填区地基土

7、每100g土样可溶盐测定值土样各种离子含量，mg总盐Cl√号C032HC0，CI—SO。2一cafMf—K++Na+量，％so?一10．O24．4l763．6218．536．169．91084．03．28．121．524_41683．9151‘333．159．61024．23．O11．133．313．41727．O249．436．389．61281．03．46．9表3海域吹填区地基土每100g土样可溶盐测定值土样各种离子