酸雨环境下红粘土路基溶质迁移机理及强度衰减研究

酸雨对红粘土路基损坏的防治研究迫在眉睫。本课题针对南方红粘土填筑路基受酸雨影响强度降低的特点，研究酸雨对红粘土路基的影响机理和强度衰减规律。本课题通过对压实红粘土进行模拟酸雨淋溶试验，选取不同浓度不同影响深度的红粘土酸雨淋溶试件与普通雨水淋溶试件组进行化学成分测试，结合红粘土路基压实模型，采用Galerkin有限元法建立该状态下土体水动力弥散模型，以此为基础探索溶质迁移机理；通过室内三轴仪进行力学强度测试、现场原位测试及数值模拟计算，阐明红粘土填筑路基在酸雨环境下力学性质变化随离子浓度和空间深度变化的机理和衰减规律，并建立强度衰减预估计算式；从而建立红粘土的物理力学强度衰减与受酸雨损害造成的化学成分变化之间的对应关系理论；最终提出酸雨条件下路基病害的防治措施。本研究成果为酸雨环境下红粘土填筑路基的设计和监测提供定量化的分析方法，并为解决南方红粘土地区的路基灾害提供理论依据。

本项目根据南方红粘土常用作填筑路基，受酸雨侵蚀强度降低的特点，研究红粘土在酸雨的作用下溶质迁移机理及强度衰减规律；为设计和施工单位提供可靠的定量化参数，提出路基病害防治措施。. 通过对桂林市红粘土进行试验，模拟酸雨淋溶红粘土路基找出压实红粘土溶质迁移及引起的强度衰减机理。本研究主要从以下几个方面开展了研究工作：1、酸雨对红粘土作用离子溶蚀研究；2、酸雨作用后红粘土的土体结构电镜扫描试验；酸雨对压实红粘土土体影响深度研究；4、酸雨对红粘土土体渗透性影响研究；5、酸雨作用后红粘土土体强度损伤研究。通过研究后发现模拟路基红粘土土体随着深度增加酸雨作用逐渐减弱，30cm深度以下土体基本无影响；压实度越高对酸雨侵蚀的缓冲越大，当压实度较低时主要离子淋失量明显增大；随着溶液PH值降低，原状红粘土中Al、Si、Ca、Fe、Mg损失率逐渐升高；电镜扫描发现酸雨作用后，土体结构更加疏松，内部联通率更高；酸作用越强红粘土土体的渗透性影响作用越大，而对于密实度越大的土体酸作用越不明显；对经过酸作用的重塑红粘土进行三轴实验，发现随着PH降低红粘土中的胶结物被破坏，抗剪强度逐渐降低。. 在本基金项目的支持下，现已发表学术论文11篇，SCI收录一篇，EI收录一篇；另外，5篇论文在审稿中。. 此外目前已获授权专利5项，其中发明专利2项，实用新型专利3项。. 人才培养方面：硕士研究生3名。