.1212. 北京科技大学学报 第30卷 表1土层单元的划分 Table 1 Dividing of soil layer unit 序号 土层 土体性质 层厚/cm 备注 I 盐壳 白色一灰白色，松散一稍密，含少量黏土 0~2 部分盐壳因受湖水浸润成为软盐壳 黏土层 浅灰一灰黄色，呈可塑状态，含砂质碳酸盐或黏土细砂层 2-25 部分含芒硝散晶 Ⅲ 黏土层 灰白一浅灰色，呈可塑状态，含芒硝散晶碳酸盐 2555 芒硝散晶分布均匀，含量5%~15%不等 W 黏土层 灰白色一棕黄色，软塑一可塑，稍湿状态 55~105 含块状芒硝和芒硝碳酸盐 黏土层 棕黄色一灰色，密实状态，可塑软塑，稍湿一很湿 105~225含少量芒硝碳酸盐 土颗粒间的黏聚力，使卤水饱和状态下的抗剪强度 2盐渍土室内实验 降低，为了测试含盐量对盐渍土的内摩擦角及黏聚 在盐渍土中，由于盐充填土的孔隙及盐的胶结 力的影响进行了室内实验，采用颗粒相对密度为 作用，使得含盐量影响盐渍土的抗剪强度，进而影响 2.7的浅灰白色盐渍土，筛选后击实制成含盐量（质 土的力学性能，抗剪强度指标C、P值均表现为天 量分数)为0%，5%，8%，10%，12%，15%，18%， 然状态下的指标值大于卤水饱和时的指标).天然 25%和30%的土样；土中含水量为现场平均含水量 状态下，由于盐晶体的存在使土的C值较大；而在 (27.4%),盐的成分为NaC1和KCl,比值为48：3， 卤水饱和状态下，土颗粒表面水化膜的增厚削弱了 采用直接剪切实验法[8]，实验结果如图1所示 32 120 314 100 09 80 60. 28 27 10 20 20 30 10 20 30 40 盐质量分数，p/% 盐质量分数，0/% (a)内摩擦角-含盐量关系曲线 (b)黏聚力-含盐量关系曲线 图1含盐量与盐渍土内麻擦角及黏聚力的关系 Fig.I Variation curves of cohesion and internal friction angle based to salt content 由以上数据可知，对于固体颗粒体积相等的盐 控制在8%~10%就可满足本工程设计要求，以此 渍土（含土颗粒和盐晶体）和非盐渍土（仅含土颗 为依据，进行了现场的盐化处理的实验 粒)，当盐渍土含盐量较小时，土中的水能充分溶解 土中盐，因此相对非盐渍土而言，盐渍土中的固体土 3盐化处理实验 颗粒减少，密实度降低.这种情况下，含盐量增加导 扎布耶盐湖附近有较多的结晶盐.南湖为半干 致土的抗剪强度降低 旱盐湖，赋存湖底卤水和地表卤水，北湖为盐水湖， 对于同一含水量(27.4%)的土样，孔隙水浓度 以地表卤水为主，对于干旱地区含盐量较高、盐渍 随含盐量增加而增大，当盐溶液达到饱和后，多余的 土层较厚的地基土，可利用材料优势条件采取盐化 盐以晶体形式充填于土颗粒间，构成骨架的一部分 处理方法，即“以盐治盐”方法，基本原理是：在盐田 起胶结土体作用，从而使土的内摩擦角及黏聚力增 底板的盐渍土土层中注入饱和或过饱和的盐溶液， 大，这便是抗剪强度在这种条件下随含盐量的增加 形成一定厚度的盐饱和土层，随后土层中水分蒸发， 而增大的原因. 过饱和盐溶液中析出的盐晶填充在原状土的孔隙 可见，对盐渍土而言有一个临界含盐量，当含盐 中，一方面充当土颗粒骨架以增强土体强度，同时充 量超过该临界值时，盐渍土的力学强度随含盐量增 填的盐晶减小了原有孔隙比，使盐渍土渗透性降低 大而增加，而盐晶的填充作用势必降低土的渗透性， 盐化处理所用的盐采用扎布耶基地附近的盐，水则 根据盐田设计要求（一是满足渗透系数要求，二是满 利用当地饮用水，也可直接用盐湖水代替 足盐田底板的强度要求)，从室内实验的含盐量与盐 实验地点选择在扎布耶黄羊滩盐田附近，具体 渍土内摩擦角及黏聚力的关系可知，盐渍土含盐量 操作是：将表层盐壳用铁锹铲除，开挖一个500cm表1 土层单元的划分 Table1 Dividing of soil layer unit 序号 土层 土体性质 层厚／cm 备注 Ⅰ 盐壳 白色－灰白色‚松散－稍密‚含少量黏土 0～2 部分盐壳因受湖水浸润成为软盐壳 Ⅱ 黏土层 浅灰－灰黄色‚呈可塑状态‚含砂质碳酸盐或黏土细砂层 2～25 部分含芒硝散晶 Ⅲ 黏土层 灰白－浅灰色‚呈可塑状态‚含芒硝散晶碳酸盐 25～55 芒硝散晶分布均匀‚含量5％～15％不等 Ⅳ 黏土层 灰白色－棕黄色‚软塑－可塑‚稍湿状态 55～105 含块状芒硝和芒硝碳酸盐 Ⅴ 黏土层 棕黄色－灰色‚密实状态‚可塑－软塑‚稍湿－很湿 105～225 含少量芒硝碳酸盐 2 盐渍土室内实验 在盐渍土中‚由于盐充填土的孔隙及盐的胶结 作用‚使得含盐量影响盐渍土的抗剪强度‚进而影响 土的力学性能．抗剪强度指标 C、φ值均表现为天 然状态下的指标值大于卤水饱和时的指标［7］．天然 状态下‚由于盐晶体的存在使土的 C 值较大；而在 卤水饱和状态下‚土颗粒表面水化膜的增厚削弱了 土颗粒间的黏聚力‚使卤水饱和状态下的抗剪强度 降低．为了测试含盐量对盐渍土的内摩擦角及黏聚 力的影响进行了室内实验‚采用颗粒相对密度为 2∙7的浅灰白色盐渍土‚筛选后击实制成含盐量（质 量分数）为0％‚5％‚8％‚10％‚12％‚15％‚18％‚ 25％和30％的土样；土中含水量为现场平均含水量 （27∙4％）‚盐的成分为 NaCl 和 KCl‚比值为48∶3‚ 采用直接剪切实验法［8］‚实验结果如图1所示． 图1 含盐量与盐渍土内摩擦角及黏聚力的关系 Fig．1 Variation curves of cohesion and internal friction angle based to salt content 由以上数据可知‚对于固体颗粒体积相等的盐 渍土（含土颗粒和盐晶体）和非盐渍土（仅含土颗 粒）‚当盐渍土含盐量较小时‚土中的水能充分溶解 土中盐‚因此相对非盐渍土而言‚盐渍土中的固体土 颗粒减少‚密实度降低．这种情况下‚含盐量增加导 致土的抗剪强度降低． 对于同一含水量（27∙4％）的土样‚孔隙水浓度 随含盐量增加而增大‚当盐溶液达到饱和后‚多余的 盐以晶体形式充填于土颗粒间‚构成骨架的一部分 起胶结土体作用‚从而使土的内摩擦角及黏聚力增 大．这便是抗剪强度在这种条件下随含盐量的增加 而增大的原因． 可见‚对盐渍土而言有一个临界含盐量‚当含盐 量超过该临界值时‚盐渍土的力学强度随含盐量增 大而增加‚而盐晶的填充作用势必降低土的渗透性． 根据盐田设计要求（一是满足渗透系数要求‚二是满 足盐田底板的强度要求）‚从室内实验的含盐量与盐 渍土内摩擦角及黏聚力的关系可知‚盐渍土含盐量 控制在8％～10％就可满足本工程设计要求．以此 为依据‚进行了现场的盐化处理的实验． 3 盐化处理实验 扎布耶盐湖附近有较多的结晶盐．南湖为半干 旱盐湖‚赋存湖底卤水和地表卤水‚北湖为盐水湖‚ 以地表卤水为主．对于干旱地区含盐量较高、盐渍 土层较厚的地基土‚可利用材料优势条件采取盐化 处理方法‚即“以盐治盐”方法．基本原理是：在盐田 底板的盐渍土土层中注入饱和或过饱和的盐溶液‚ 形成一定厚度的盐饱和土层‚随后土层中水分蒸发‚ 过饱和盐溶液中析出的盐晶填充在原状土的孔隙 中‚一方面充当土颗粒骨架以增强土体强度‚同时充 填的盐晶减小了原有孔隙比‚使盐渍土渗透性降低． 盐化处理所用的盐采用扎布耶基地附近的盐‚水则 利用当地饮用水‚也可直接用盐湖水代替． 实验地点选择在扎布耶黄羊滩盐田附近‚具体 操作是：将表层盐壳用铁锹铲除‚开挖一个500cm ·1212· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷