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盐渍土在世界各地区均有分布,我国也有较大面积的盐渍土分布。盐渍土是指含有一定数量盐分的土。目前,各部门、各专业对盐渍土的具体定义还没有统一的认识,对于高速铁路建设中遇到的盐渍土易溶盐含量标准也没有相关的规范规定,国内外对高速铁路盐渍土路基的研究及适宜性评价没有可借鉴的工程经验及专门的研究成果。由于盐渍土具有溶陷、盐胀和腐蚀等工程特性,容易造成路基沉陷、塌陷,建筑物开裂、腐蚀等问题。相对于普速铁路,高速铁路对于地基强度、刚度,地基沉降控制以及地基的耐久性和长期稳定性方面都有更高的标准,因此,对高速铁路路基盐渍土工程特性的研究具有重要的现实意义。
本文以郑徐客运专线路基盐渍土为研究对象,深入了解沿线盐渍土自然环境状况,分析沿线盐渍土分布及形成条件,通过室内试验对取土场和线路中心盐渍土的化学、物理性质进行了探讨,分析总结全线盐渍土的分布规律,并根据基本化学、物理性质对沿线盐渍土的各种工程特性进行评价。取得的研究成果主要包括:
(1)郑徐州客运专线位于黄淮冲积平原,平原大部分地区被黄泛冲积物覆盖,区域气候为半湿润季风型气候,具有土壤积盐的气候条件。
(2) DK045+000狼城岗、DK139+000m北河林场、DK184+000m蒙墙寺、DK281+300m芒山四处取土场的颗粒粒径小于0.075mm的含量在79%~94.4%之间,属于细粒土。最佳含水率12.8%~18.5%,最大干密度1.60~1.75g/cm3,其中,前三处为低液限粉土,属于C类填料,最后一处为高液限黏土,属于D类填料。
(3)对沿线盐渍土易溶盐含量的平面分布规律及沿埋深的纵向分布规律进行统计分析可以得出:
①沿线表层盐渍土易溶盐含量0.02%~0.78%,含量较多的地方主要有DK60+000m~DK110+000m, DK170+000m~DK198+000m, DK270+000m~DK310+000m,合计长度118km,占线路总长的35.75%。
②盐渍土易溶盐含量随深度的分布,整体呈上高下低的趋势,并且呈现出碳酸盐渍土特殊的盐层分布特征,即表层含盐量并不是最高,称为淋溶层,含盐量最高的土层主要分布在0.25~0.5m。
(4)对郑徐客运专线盐渍土主要工程危害(溶陷性、盐胀性、腐蚀性)进行评价,主要可以得出:
①分析全线0~1m深度各层土的液性指数和易溶盐含量沿线路的分布规律,细粒土的液性指数大部分小于零,基本为坚硬~硬塑,少部分为可塑,导致土中结晶盐含量较高。因此,从初始含水率来看,郑徐客运专线路基盐渍土浸水后溶陷性较大,另外DK44+600m~DK55+100m段为中砂,砂层中水渗流速度较大,溶陷性也比较大。但从总体盐渍土含盐量来看,由于易溶盐含量较低,导致浸水后产生的溶陷量不会很大。沿线路基盐渍土 DK44+600m~DK55+100m段溶陷性较大, DK10+620m附近、DK63+124m~DK106+450m段、DK285+100m~DK302+850m段溶陷性中等,其他地段溶陷性较小。
②通过将沿线土中各离子含量换算成Na2CO3和Na2SO4的含量后,发现两种盐的含量很少,这与全线总的含盐量较低也有关系。因此,预测郑徐客运专线路基盐渍土发生盐胀的可能性不大。
③对全线122段地下水与地表水的pH值、硫酸根、氯离子含量进行统计分析,参照相关技术规范,对这三个因素对钢筋混凝土的腐蚀性进行了评价,其中pH值均大于6.5,不具腐蚀性,硫酸根和氯离子的腐蚀性也不大,基本为微~弱等级。