青海细粒盐渍土地基盐胀病害机制及其力学模型实验研究

The saline soil has negative effect of foundation engineering such as unique ingredients to various other parts of the country (containing boron salt)and the salt expansion diseases of in Qinghai area in the special climate environment of the Tibetan Plateau.The salt expansion disearse was one of the serious disease in civil engineering foundation in Qinghai area with special soil in the area.With the boosting of "century projects",i.e,Qinghai-Tibet railway opening, Sanjiangyuan Area protection,South to North Water Diversion Project,et al,making a deep and systematic study on saline soil engineering properties in frozen plateau environment becomes an urgent problem to be solved in Qinghai saline soil area.The aims of the project is saline soil in Qinghai area ,the water and salt transport and salt expansion mechanics behavior will be researched under the conditions such as different sailt content,water content,soil temperature,overburden pressure combining the laboratory test approach in Qinghai area in order to recongnize the boundary conditions of salt solution and its salt expansion,it is of significance to know well saline soil salt heaving force quantification threshold criteria and boundary conditions,reveal salt expantion disease mechnisms,prevent and reduce disasters in the frozen and arid plateau environment,establish the salt expansion mechanics model in Qinghai area.Meanwhile,it has the important theory and practice significance to control the occurrence of diseases of saline soil foundation and disaster reduction and mitigation in the high altitude,cold and arid environment.

青藏高原的特殊气候环境导致青海地区分布的盐渍土具有与其他地区不同的独特成份（含有硼盐等）和盐胀病害等地基工程负效应，是青海盐渍土地区特殊岩土地基主要病害之一。随着青藏铁路建成运营和三江源保护、"西部大开发"等"世纪工程"的不断推进，系统而深层次的研究青海高寒旱环境下的盐渍土地基盐胀病害机理，并建立其力学模型就成为该地区盐渍土地基急待开展研究和解决的科学问题。本次研究以青海细粒盐渍土为研究目标，拟通过室内外实验相结合的办法，开展不同含盐量、含水量、温度梯度、覆压力等边界条件下的盐胀力学行为研究，掌握高寒旱环境下盐渍土地基盐胀力的定量化阀值标准及边界条件，建立青海地区盐渍土地基盐胀力学模型，对控制高寒旱环境下盐渍土地基盐胀病害发生和防灾减灾具有重要的理论和工程实践意义。

项目背景：基于青藏高原的特殊气候环境发育的具有独特成份（含有硼盐等）和地基盐胀病害等工程负效应。深层次的研究青海高寒旱环境下的盐渍土地基盐胀病害机理，建立其力学模型，是该地区岩土工程领域研究急待开展研究和解决的科学问题。.主要研究内容：（1）青海地区盐渍土的类型与分布规律系统研究；（2）野外取样方法和主要实验方法研究；（3）青海细粒盐渍土盐胀力影响因素指标体系遴选和盐胀边界条件研究；（4）青海细粒盐渍土盐胀力学机理及力学模型研究，主要是细粒盐渍土应力应变关系研究、青海细粒盐渍土盐胀力学模型研究；（5）青海细粒盐渍土工程特性综合分类研究，主要是盐渍土综合工程特性分类图谱及盐渍土工程特性综合分类研究。.重要结果、关键数据及其科学意义：青海细粒盐渍土化学成分以SiO2为主等12种。主要矿物为石英、钙长石、白云母、方解石、钠长石、绿泥石和伊利石。盐渍土类型以硫酸盐渍土为主，其次为亚硫酸盐渍土、亚氯盐渍土和少见的硼盐盐渍土。青海细粒盐渍土的最大干密度及最优含水率分别为1.63 g/cm3和18 %。液限为23.1～29.3 %，塑限为13.9～ 22.2 %，液限指数为4.1～15.4，属于低液限黏土（CL）。青海细粒盐渍土盐胀及其变形机制是土体中的晶体变化产生盐胀及其他附加变形。粒径小于0.075mm的含量有助于盐胀发育。影响盐胀的边界因素有含盐量、含盐类型、含水量、覆压条件、温度条件等。上覆压力1600 kPa时，为青海细粒盐渍土盐胀覆压抑制阈值。建立多因素影响下盐渍土毛细管水上升高度的预测公式。提出反映盐胀变形及溶陷变形效应、反映盐胀硬化和盐胀软化力学行为特征的细粒盐渍土弹性模量，建立青海细粒盐渍土地基盐胀力学模型。建立了青海盐渍土综合工程特性分类图谱，并将其分为5种类型。本项目研究结果对青海盐渍土工程特性理论研究和盐渍土地区开展工程建设具有良好的指导意义。