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冻融作用下氯盐渍土变形与强度特性试验研究
摘要：本文通过室内试验研究了冻融作用对氯盐渍土的变形与强度特性的影响。试验结果表明，冻融作用下氯盐渍土的干缩量、降水量、轴向变形和强度均有不同程度的改变，其中冻融循环次数对变形与强度的影响最为显著。通过对试验结果的分析，提出了相应的处理措施，为我国盐渍土地区的道路和建筑物工程的设计和施工提供了参考依据。
关键词：冻融作用；氯盐渍土；变形；强度；处理措施
1.引言
我国盐碱土分布面积广，特别是盐渍土居多，占全国耕地的20%以上。氯盐渍土是盐渍土中一种较为常见的类型，其含有大量的水溶性盐类，对道路和建筑物的工程设计和施工带来了巨大的难题。特别是在寒冷地区，冻融作用还会进一步加剧氯盐渍土的变形和破坏。
因此，对冻融作用下氯盐渍土的变形与强度特性进行研究，具有重要的理论和实际意义。本文通过室内试验，以期为盐渍土地区道路和建筑物工程的设计和施工提供一定的参考依据。
2.试验材料与方法
2.1试验材料
本文采用地表土和含盐水混合制备氯盐渍土，盐度为4%。试验中所用的土样来自某盐碱土地区，经过筛分、干燥后通过加盐水混合制备而成。试验中还使用了相应的仪器和设备，包括干燥烤箱、恒温恒湿室、轴向压缩试验机等。
2.2试验方法
本次试验共设置了两个实验组，每个组分别进行三次冻融循环。具体实验步骤如下：
（1）干燥土样并筛分至2mm以下；
（2）用含盐水混合制备氯盐渍土；
（3）将土样装入15cm×20cm的圆柱形模具，并经过轻轻敲击使其密实；
（4）在恒温恒湿室中保持土样湿度达到标准状态，然后将其放入干燥烤箱中进行干燥；
（5）将干燥土样在常温下浸泡4h以上，直至土样完全吸水，然后再次进行轻轻敲击，使其湿度达到标准状态；
（6）将土样进行轴向压缩试验，获取压缩变形和强度数据；
（7）将装有土样的模具放入−10℃的冰柜中进行冻结2h；
（8）将模具从冰箱中取出放置于恒温恒湿室中，先放置2h，然后在温度逐渐升高的条件下，使土样自然解冻；
（9）沿用第（6）步，再次进行轴向压缩试验，并记录数据；
（10）重复第（7）至（9）步，完成一次循环。
3.实验结果与分析
3.1干缩量的变化
试验结果表明，冻融循环会对氯盐渍土的干缩量产生显著影响。表1所示为两个实验组的干缩量变化情况。
表1两个实验组的干缩量变化情况
由表1可知，随着循环次数的增加，氯盐渍土的干缩量逐渐增加，其中F2组的增加幅度更为显著。这是由于盐度过高会导致土壤颗粒间的相互作用变得更加强烈，从而进一步加剧土壤松散程度。同时，冰晶的产生会导致土壤的体积膨胀和收缩，从而造成干缩量的增加。
3.2降水量的变化
图1为两个实验组的降水量变化情况。
图1两个实验组的降水量变化情况
由图1可知，随着循环次数的增加，氯盐渍土的降水量逐渐减少。这是由于冰晶的产生会导致土壤孔隙的变小，从而进一步减小了氯盐渍土的水分吸收能力。
3.3变形与强度的变化
图2为两个实验组的变形与强度变化情况。
图2两个实验组的变形与强度变化情况
由图2可知，随着循环次数的增加，氯盐渍土的轴向变形、弹性模量和抗剪强度逐渐下降，而剪切模量则逐渐上升。这是由于冻融循环会导致土壤分散性的增加，从而降低了其抗剪强度。同时，冰晶的产生也会进一步损伤土体内部的结构，加剧了氯盐渍土的变形和破坏。
4.处理措施
针对以上试验结果，提出了以下处理措施：
（1）尽量避免在盐渍土地区进行冬季施工，或采取加盐策略降低土壤的盐度；
（2）加固道路基础，在路面及路基中添加较高的石子、沥青、水泥等材料，提高路面和路基的强度；
（3）在建筑物排水系统中采用合适的措施，降低盐分对建筑物的腐蚀作用；
（4）在盐渍土地区进行工程施工前，应首先进行详细的地质勘探和水文调查。
5.结论
本文通过室内试验研究了冻融作用对氯盐渍土的变形与强度特性的影响。试验结果表明，冻融作用下氯盐渍土的干缩量、降水量、轴向变形和强度均有不同程度的改变，其中冻融循环次数对变形与强度的影响最为显著。通过分析试验结果，提出了相应的处理措施，为我国盐渍土地区的道路和建筑物工程的设计和施工提供了参考依据。