标题 | 盐渍化对土性质的影响及其危害 |
范文 | 谢潇 李瑞 摘 ?要:土壤中的盐分会对土的物理化学及工程性质产生重要的影响,甚至对工程建设造成巨大的危害。基于文献调研和分析,综述了在盐渍土的物理化学及工程性质方面的研究进展,并介绍了盐渍土对与其相关的工程的危害及机理,对盐渍土工程领域中需要进一步研究的问题进行了展望。 关键词:盐渍土;性质;工程危害 中图分类号:TU448 文献标志码:A ? ? ? ? 文章编号:2095-2945(2020)28-0050-02 Abstract: The salt in the soil will have an important impact on the physical, chemistry and engineering properties of the soil, and even cause great harm to the related engineering construction. Based on literature review and analysis, the research progress in the physical and chemical properties and engineering properties of saline soil was reviewed in this article, and the engineering hazards and mechanisms of saline soil related to them are introduced. Also, what needs to be further studied in the field of saline soil engineering is prospected. Keywords: saline soil; characteristic; engineering hazard 1 概述 鹽渍土或称盐碱土,指一定程度盐化或碱化的土。在农业领域,一般可溶盐含量大于2%的土即可被定义为盐渍土,超过这一含量即会对作物生长产生不利的影响。而在工程领域,公路[1]和铁路工程[2]中分别界定盐渍土的标准为可溶盐含量大于0.3%和0.5%。超过这一含量将可能会引起由于土体工程性质改变而产生的工程危害。我国盐渍土的分布范围广、面积大,并且还有进一步扩大的趋势。主要分布的区域是干旱、半干旱的内陆地区和滨海地区。其盐渍化问题制约着干旱区可持续发展与环境质量的改善。 2 盐渍土的形成 盐渍土的形成与地区的气候、降雨、地形地貌特征及水文地质条件等自然因素密切相关,同时,水利工程、农田灌溉等人类活动也会造成土壤含盐量增大从而形成盐渍土。总的来说盐渍土的形成主要与以下特征有关。 海水。滨海地区盐渍土的形成主要由这一原因造成。由于浪潮的侵袭、海面飓风等方式,经蒸发、盐分析出等过程,在海水的浸渍下形成盐渍土。并且在这些地区,沿岸地区地下水也受到海水的补给而含有较多盐分,随着蒸发作用的进行,由于毛细作用,盐分会随毛细水上升并积聚,使得土壤盐分含量增大。 干旱的气候条件。我国内陆的干旱和半干旱地区,气候干燥,降雨少,蒸发积聚作用强烈,极易使盐分在土壤表层积聚,且由于干旱的气候条件,盐分很难发生淋溶脱离[3]。 水文地质条件。含盐的地表水和地下水是是盐渍土形成的两个主要原因。在干旱地区,由于降雨等形成的地表径流,若其中盐分含量较大,在蒸发的作用下有一部分会积聚于地表。同时,由于干旱地区蒸发强烈,含盐的地下水在毛细作用下会随毛细水析出,在土壤中积聚[4]。 土体母质性质。盐渍土的形成与土本身母质的性质密切相关,因为土体母质是土体矿物质组分主要来源。含盐地层经风化过程释放的大量盐分是某些地区土壤盐分的主要来源之一。 人类活动。如过量人为灌溉、采用高矿化度水灌溉等,恶化地区的水文地质条件,会造成土壤的次生盐渍化。 3 盐渍化对土性质的影响 与一般的土不同,盐渍土的性质除与其三项组成有关外,还受到其中盐分含量、种类的影响,从而导致了其复杂多变的性质。盐渍化会对土的物理力学性质指标产生很大的影响。国内外学者对盐渍土的工程性质开展了很多研究。这些研究表明,盐渍土的盐分含量及类型对与土的压缩性[5]、抗剪强度[6]、液塑限[7-8]、渗透系数[9]等密切相关。一般认为,盐分的存在会对土的颗粒粒径产生影响,从而使界限含水率发生变化[8]。已有学者[10]通过扫描电镜证实了随着盐分增加土中颗粒发生变化的现象。土中盐分含量的增大,一方面会使土颗粒发生明显聚集,大孔隙被聚集而成的大颗粒阻塞,另一方面孔隙溶液的浓度提高,粘滞性增大,从而影响水的入渗。土中的盐分含量影响着土的结构,从而也对土的抗剪强度及压缩性产生影响。研究表明[11],随着可溶盐浓度增加,土的粘聚力下降,内摩擦角略有上升,抗剪强度增大。 4 盐渍土的危害 盐渍土不同于常规的土类,在其三相组成中,固相除土颗粒之外还会有难溶盐或者易溶盐的结晶,液相则为盐溶液。在土壤水分含量、温湿度等条件发生变化时,盐渍土土体中的易溶盐会发生溶解、结晶、沉积等一系列的变化[12],从而产生盐胀、溶陷等,对工程建设产生很大的危害,同时盐渍土地基也对基础及其下的建构筑物具腐蚀性。概括而言盐渍土的工程危害包括溶陷、盐胀及腐蚀三个方面。 首先盐渍土浸水后,土中的可溶盐会被溶解而流失,从而造成土体结构急剧破坏,强度迅速降低。盐渍土地基不均匀的浸水会使地基产生不均匀沉降,对其上建构筑物产生很大危害,同时也会对地下的管道等设施造成不利影响。盐渍土路基的溶陷会使得路基及路面出现塌陷甚至孔洞,带来极大的安全隐患。 其次,含硫酸盐及亚硫酸盐的盐渍土,在温湿度变化时会发生反复的膨胀和体缩,破坏土体结构。在昼夜温差相差较大的地区,这种变化尤为显著。例如,位于青海平安县境内的东郊硝湾变电所,盐胀灾害反复发生,因地基土盐胀导致基座开裂,被迫迁移重建,损失巨大[13]。 盐渍土中因为含有盐溶液从而会对建筑物产生腐蚀性,这种危害相当普遍。產生腐蚀作用的主要为氯盐和硫酸盐。氯盐主要对金属有腐蚀性作用,而硫酸盐对混凝土等的腐蚀危害很大。 另外由于盐渍土特殊的物理化学性质,导致土壤肥力降低,营养不足,物理性状不良,不适宜大多数作物的生长,影响作物产量,已经严重制约社会经济的发展。 5 结束语 我国盐渍土的分布范围广,盐渍土会对人类活动如公路建设、农业工程等产生很多不利的影响。随着我国经济社会的不断发展特别是西部大开发战略的持续实施,越来越多的公路工程、铁路工程等面临着土壤的盐渍化问题,然而目前对盐渍土的认识还有待进一步深入。研究土壤中水、盐、应力等之间的相互作用规律,探讨盐渍土危害发生的机理并探索有效的盐渍土地区灾害防治措施意义重大。 参考文献: [1]中华人民共和国建设部.GB 50021-2001岩土工程勘察规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2009:1-170. [2]铁道部第一勘察设计院.盐渍土地区铁路工程[M].中国铁道出版社,1988. [3]张浩,李志华,何蛟涛,等.干旱区盐渍土形成和水盐运移机理[J].生物学通报,2011,46(04):10-12. [4]温利强.我国盐渍土的成因及分布特征[D].合肥工业大学,2010. [5]YE W,ZHANG F,CHEN B,et al. Effects of Salt Solutions on the Hydro-mechanical Behavior of Compacted GMZ01 Bentonite[J].Environmental Earth Science,2014,72(7):2621-2630. [6]席人双.含盐量对盐渍土力学特性的影响[J].铁道建筑,2016(10):86-88+92. [7]努尔比亚·吾斯曼,何建新,苏枋.不同含盐量及离子含量对土的界限含水率的影响规律研究[J].水利与建筑工程学报,2012,10(02):84-87. [8]谌文武,吕海敏,崔凯,等.氯盐和硫酸盐对遗址土体颗粒级配和界限含水率影响的对比[J].兰州大学学报(自然科学版),2015,51(03):334-338. [9]邓友生,何平,周成林,等.含盐土渗透系数变化特征的试验研究[J].冰川冻土,2006(05):772-775. [10]张芹,颜荣涛,韦昌富,等.孔隙溶液对粉质黏土界限含水率的影响[J].岩土力学,2015,36(S1):558-562+608. [11]徐海林,高明星,李小丰,等.可溶性盐浓度对土的抗剪强度指标影响的研究[J].内蒙古农业大学学报(自然科学版),2012,33(02):159-161. [12]徐攸在.盐渍土地基[M].中国建筑工业出版社,1993. [13]温利强,杨成斌,李士奎.中国西北地区盐渍土分布及危害[J].工程与建设,2010,24(05):585-587. |
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