CN109653184B - 一种低盐盐渍土盐-冻胀力确定方法 - Google Patents

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Abstract

一种低盐盐渍土盐‑冻胀力确定方法，以科学合理勘察确定盐渍土区域低盐盐渍土盐‑冻胀力，符合工程勘察需要。包括以下步骤：通过现场取样和室内土工试验，确定低盐盐渍土的天然含水量w、孔隙率n、泊松比υ、含盐量s和低盐盐渍土的抗压强度Ec；通过现场原位测试，确定低盐盐渍土在降温期间出现的最低温度T；确定低盐盐渍土的未冻含水比wu；通过下式计算确定低盐盐渍土盐‑冻胀力σe：

Description

一种低盐盐渍土盐-冻胀力确定方法
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种低盐盐渍土盐-冻胀力确定方法。
技术背景
盐渍土是指不同程度的盐碱化土体的统称，在全世界干旱、半干旱地区及滨海区域广泛分布。盐渍土地基，特别是浅层盐渍土具有明显的盐-冻胀变形特性，这种工程特性极易导致工程建构筑物隆起开裂，对高速铁路而言，特别是高速无砟路基工程，盐渍土盐-冻胀力可能引发轨道不平顺性加剧，威胁列车高速安全运营。低盐盐渍土是指含盐量较低的盐渍土，其在低温条件下，冻胀力是引发低盐盐渍土盐-冻胀变形主要因素，而盐胀力所起的作用则较小。
在低盐盐渍土区域开展高速铁路路基工程设计时，亟需勘察确定低盐盐渍土地基的盐-冻胀力，以便采取有效工程措施，消除或减弱低盐盐渍土地基的盐-冻胀变形。室内盐-冻胀试验确定盐渍土盐-冻胀力存在的弊端在于试验耗时长、仪器要求高、试验工作量大，不利于工程推广应用，且已有规范、文献、专利也极少提及低盐盐渍土盐-冻胀力的简易确定方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低盐盐渍土盐-冻胀力确定方法，以科学合理勘察确定盐渍土区域低盐盐渍土盐-冻胀力，符合工程勘察需要。
本发明解决上述技术所采用的技术方案如下：
本发明提出一种低盐盐渍土盐-冻胀力确定方法，包括以下步骤：
(1)通过现场取样和室内土工试验，确定低盐盐渍土的天然含水量w、孔隙率n、泊松比υ及含盐量s；确定低盐盐渍土的抗压强度Ec，单位：kPa；
(2)通过现场原位测试，确定低盐盐渍土在降温期间出现的最低温度T，单位：℃；
(3)通过以下公式确定低盐盐渍土的未冻含水比wu：
wu＝eMT (T≤Tf)
式中，wu为低盐盐渍土的未冻含水比；M为低盐盐渍土的孔隙分布特征参数，单位：℃-1，取0.04～0.16℃-1；T为低盐盐渍土在降温期间出现的最低温度，单位：℃，由步骤(2)确定；Tf为常压下自由体积水的冻结温度，单位：℃，取0℃；
(4)通过以下公式确定低盐盐渍土盐-冻胀力σe：
Figure GDA0002528674380000021
式中，σe为低盐盐渍土盐-冻胀力，单位：kPa；n为低盐盐渍土孔隙率，由步骤(1)确定；wu为低盐盐渍土的未冻含水比，由步骤(3)确定；Ec为低盐盐渍土抗压强度，单位：kPa，由步骤(1)确定；υ为低盐盐渍土泊松比，由步骤(1)确定；T为低盐盐渍土在降温期间出现的最低温度，单位：℃，由步骤(2)确定；Tf为常压下自由体积水的冻结温度，单位：℃，取0℃。
本发明的有益效果是，建立了一种低盐盐渍土盐-冻胀力确定方法，能够有效克服室内试验确定低盐盐渍土盐-冻胀力存在的弊端，方便盐渍土工程勘察，提升了低盐盐渍土盐-冻胀力确定速度；该方法实施流程清晰、操作简易快捷、可操作性较强，符合工程勘察需要。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
本发明的一种低盐盐渍土盐-冻胀力确定方法，包括以下步骤：
(1)通过现场取样和室内土工试验，确定低盐盐渍土的天然含水量w、孔隙率n、泊松比υ及含盐量s；确定低盐盐渍土的抗压强度Ec，单位：kPa；
(2)通过现场原位测试，确定低盐盐渍土在降温期间出现的最低温度T，单位：℃；
(3)通过以下公式确定低盐盐渍土的未冻含水比wu：
wu＝eMT (T≤Tf)
式中，wu为低盐盐渍土的未冻含水比；M为低盐盐渍土的孔隙分布特征参数，单位：℃-1，取0.04～0.16℃-1；T为低盐盐渍土在降温期间出现的最低温度，单位：℃，由步骤(2)确定；Tf为常压下自由体积水的冻结温度，单位：℃，取0℃；
(4)通过以下公式确定低盐盐渍土盐-冻胀力σe：
Figure GDA0002528674380000031
式中，σe为低盐盐渍土盐-冻胀力，单位：kPa；n为低盐盐渍土孔隙率，由步骤(1)确定；wu为低盐盐渍土的未冻含水比，由步骤(3)确定；Ec为低盐盐渍土抗压强度，单位：kPa，由步骤(1)确定；υ为低盐盐渍土泊松比，由步骤(1)确定；T为低盐盐渍土在降温期间出现的最低温度，单位：℃，由步骤(2)确定；Tf为常压下自由体积水的冻结温度，单位：℃，取0℃。
所述步骤(1)～(4)中，低盐盐渍土为s/w<0.072的盐渍土。
所述步骤(3)～(4)中，低盐盐渍土的未冻含水比为盐渍土未冻含水量与初始含水量的比值。
实施例：
某一高速铁路路基工程修建于盐渍土地基上，在铁路勘察期间，需确定盐渍土地基不同深度的盐-冻胀力，现采用本发明方法予以确定。具体步骤如下：
(1)通过现场取样和室内土工试验，确定低盐盐渍土的天然含水量w、孔隙率n、泊松比υ及含盐量s，结果见表1；确定低盐盐渍土的抗压强度Ec，单位：kPa，结果见表1。
由表1可知，s/w＝0.0625<0.072，故该盐渍土地基为低盐盐渍土。
(2)通过现场原位测试，确定低盐盐渍土在降温期间出现的最低温度T，单位：℃，结果见表1。
(3)通过以下公式确定低盐盐渍土的未冻含水比wu：
Figure GDA0002528674380000041
低盐盐渍土的未冻结含水量wu确定结果见表1，在确定过程中M取0.05。
(4)通过以下公式确定低盐盐渍土盐-冻胀力σe：
Figure GDA0002528674380000042
低盐盐渍土的盐-冻胀力σe计算过程及结果见表1。
表1低盐盐渍土盐-冻胀力计算过程
地基深度/m T<sub>f</sub>/℃ T/℃ s w n E<sub>c</sub>/kPa v w<sub>u</sub> σ<sub>e</sub>/kPa
0 0 -10 0.004 0.064 0.35 1600 0.35 0.61 116.9
0.5 0 -5 0.004 0.064 0.35 1600 0.35 0.79 65.7
1.5 0 -1 0.004 0.064 0.35 1600 0.35 0.95 14.5
2.5 0 4 0.004 0.064 0.35 1600 0.35 1 0
本发明提供的一种低盐盐渍土盐-冻胀力确定方法，适用于盐渍土区域盐-冻胀力确定，为高速铁路或公路盐渍土路基及地基处理设计提供参考依据，该方法实施流程清晰、操作简易快捷、可操作性较强，符合工程勘察需要，具有广阔的推广应用前景。
以上所述只是说明本发明一种低盐盐渍土盐-冻胀力确定方法的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体方法和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (3)

1.一种低盐盐渍土盐-冻胀力确定方法，包括以下步骤：
(1)通过现场取样和室内土工试验，确定低盐盐渍土的天然含水量w、孔隙率n、泊松比υ及含盐量s；确定低盐盐渍土的抗压强度Ec，单位：kPa；
(2)通过现场原位测试，确定低盐盐渍土在降温期间出现的最低温度T，单位：℃；
(3)通过以下公式确定低盐盐渍土的未冻含水比wu：
wu＝eMT(T≤Tf)
式中，wu为低盐盐渍土的未冻含水比；M为低盐盐渍土的孔隙分布特征参数，单位：℃-1，取0.04～0.16℃-1；T为低盐盐渍土在降温期间出现的最低温度，单位：℃，由步骤(2)确定；Tf为常压下自由体积水的冻结温度，单位：℃，取0℃；
(4)通过以下公式确定低盐盐渍土盐-冻胀力σe：
Figure FDA0002528674370000011
式中，σe为低盐盐渍土盐-冻胀力，单位：kPa；n为低盐盐渍土孔隙率，由步骤(1)确定；wu为低盐盐渍土的未冻含水比，由步骤(3)确定；Ec为低盐盐渍土抗压强度，单位：kPa，由步骤(1)确定；υ为低盐盐渍土泊松比，由步骤(1)确定；T为低盐盐渍土在降温期间出现的最低温度，单位：℃，由步骤(2)确定；Tf为常压下自由体积水的冻结温度，单位：℃，取0℃。
2.如权利要求1所述的一种低盐盐渍土盐-冻胀力确定方法，其特征在于：所述步骤(1)～(4)中，低盐盐渍土为s/w<0.072的盐渍土。
3.如权利要求1所述的一种低盐盐渍土盐-冻胀力确定方法，其特征在于：所述步骤(3)～(4)中，低盐盐渍土的未冻含水比为盐渍土未冻含水量与初始含水量的比值。
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