钠盐盐渍土的电阻率特性分析

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盐渍土是岩土工程界重点研究的特殊土之一,它具有溶陷、盐胀、腐蚀等特性。盐渍土地区的地基和路面会出现溶陷、泥泞、腐蚀、盐胀、路基翻浆和冻胀等多种破坏。因此在盐渍土地区进行工程建设之前需要对盐渍土场地进行勘查,其勘探方式有直接勘探及电法勘探等。电阻率法是一种方便简洁的电法勘探方式,目前关于土体电阻率特征的室内试验研究已经涉及到了砂、砂岩、黏土、黄土、分散性土、膨胀土、水泥土等,并广泛地应用于工程中,但是利用电阻率法对盐渍土工程特性方面的研究相对不足,尤其是钠盐盐渍土在钠盐累积过程中其工程特性方面的变化规律有待进一步深入研究。本文为了深入了解钠盐盐渍土的电阻率特征,通过室内制备含不同种类和含量的钠盐盐渍土,采用TH2827C数字交流电桥和YSH-2型无侧限抗压仪测试钠盐盐渍土的电阻率和无侧限抗压强度,并记录钠盐盐渍土试样的破坏过程,分析了钠盐种类、钠盐含量以及含水率对钠盐盐渍土的电阻率和无侧限抗压强度的影响,进而分析了电阻率与无侧限抗压强度之间的关系。主要研究结论如下:(1)随着单钠盐含量的增加,钠盐盐渍土的电阻率先减小而后趋于稳定,符合指数函数关系,且拟合度较高;而对于混合钠盐盐渍土而言,其电阻率也随混合钠盐含量的增加先减小而后趋于稳定,拟合度较好;不论是单钠盐还是混合钠盐盐渍土,当盐含量增加到一定值时,含水率的变化对其电阻率的影响变小;结合阿尔奇电阻率模型和试验数据,建立了钠盐盐渍土的电阻率公式。(2)钠盐盐渍土土样电阻率会因钠盐的种类受到产生不同程度的影响,在同一盐含量下,单钠盐盐渍土的电阻率呈现Na2SO4>NaCl>Na2CO3的趋势。当混合盐含量相同时,混合钠盐盐渍土则表现出(NaCl和Na2SO4)>(Na2CO3和Na2SO4)>(NaCl和Na2CO3)的趋势。(3)单钠盐(NaCl、Na2CO3、Na2SO4)盐渍土和混合钠盐(NaCl和Na2CO3、NaCl和Na2SO4、Na2CO3和Na2SO4)盐渍土应力应变曲线具有相似的变化规律,都会经历三个不同的变化阶段,但每个阶段的变化幅度和应力峰值会有所区别。(4)无论是单钠盐盐渍土还是混合钠盐盐渍土,在同一含水率条件下,其无侧限抗压强度随着盐含量的增加均呈现出缓慢下降趋势。而对于同一盐含量的钠盐盐渍土,其无侧限抗压强度也会随含水率的增加有所下降。分别对比含水率和盐含量对无侧限抗压强度的影响变化规律,可见含水率对强度的影响大于盐含量对强度的影响。(5)在相同的含水率下,单钠盐(NaCl、Na2CO3、Na2SO4)和混合钠盐(NaCl和Na2CO3、NaCl和Na2SO4、Na2CO3和Na2SO4)盐渍土抗压强度均随着电阻率的增加呈对数关系的非线性增加,对数曲线拟合相关系数较高。在同一含水率条件下,在钠盐含量由0累积到0.3%的过程中,土体电阻率变化规律较为明显;在钠盐含量由0.3%累积到0.5%的过程中,钠盐盐渍土无侧限抗压强度变化规律比较明显。
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