不同壓力條件下艾丁湖地區(qū)天然鹽漬土鹽-凍脹研究

不同壓力條件下艾丁湖地區(qū)天然鹽漬土鹽-凍脹研究摘要：天然鹽漬土是世界范圍內(nèi)普遍存在的一種土壤類型，而在壓力的作用下，鹽漬土的物理力學(xué)性質(zhì)會發(fā)生改變。本文以艾丁湖地區(qū)天然鹽漬土為研究對象，通過實(shí)驗(yàn)研究不同壓力條件下鹽漬土的受力特性、抗凍性能和滲透特性，并闡述其與鹽度和冰晶結(jié)構(gòu)的關(guān)系，以此為基礎(chǔ)，優(yōu)化鹽地的開發(fā)利用，保護(hù)地下水資源。關(guān)鍵詞：天然鹽漬土；壓力；凍脹；受力特性；抗凍性能；滲透特性；鹽度；冰晶結(jié)構(gòu)Abstract：Naturalsalinesoilisacommontypeofsoilworldwide,andthephysicalandmechanicalpropertiesofsalinesoilwillchangeunderpressure.ThispapertakesthenaturalsalinesoilintheAidingLakeareaastheresearchobject,andstudiesthestresscharacteristics,frostresistanceandpermeabilitycharacteristicsofsalinesoilunderdifferentpressureconditionsthroughexperiments,andexplainstheirrelationshipwithsaltcontentandicecrystalstructure.Onthisbasis,thedevelopmentandutilizationofsaline-alkalilandisoptimized,andgroundwaterresourcesareprotected.Keywords:naturalsalinesoil;pressure;frostheave;stresscharacteristics;frostresistance;permeabilitycharacteristics;saltcontent;icecrystalstructure一、引言壓力作為一種物理量的變化，可以影響材料的物理力學(xué)性質(zhì)，對天然鹽漬土的化學(xué)成分、礦物組成、物理性質(zhì)和水分狀況等方面產(chǎn)生影響。同時，在冰凍循環(huán)過程中，鹽度對冰晶的形態(tài)和方向也會造成影響。因此，研究鹽漬土在不同壓力條件下的鹽度、冰晶結(jié)構(gòu)、受力特性、抗凍性能和滲透特性等對鹽地資源的開發(fā)利用和地下水保護(hù)具有重要意義。本文對艾丁湖地區(qū)的天然鹽漬土進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，探究不同壓力條件下鹽漬土的物理力學(xué)性質(zhì)，揭示其受力特性、抗凍性能和滲透特性的變化規(guī)律，并分析其與鹽度和冰晶結(jié)構(gòu)的關(guān)系，最終為鹽地的開發(fā)利用和地下水保護(hù)提供理論依據(jù)。二、實(shí)驗(yàn)方法1.實(shí)驗(yàn)材料本實(shí)驗(yàn)采用艾丁湖地區(qū)的天然鹽漬土作為研究對象，在實(shí)驗(yàn)前先采集土樣進(jìn)行分析測試，得出其主要參數(shù)如表1所示。表1艾丁湖地區(qū)天然鹽漬土的主要參數(shù)2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)分別設(shè)置了單軸壓縮試驗(yàn)、凍脹試驗(yàn)和滲透試驗(yàn)三個實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)過程如下：（1）單軸壓縮試驗(yàn)：每次加載20kN，在不同的軸向應(yīng)力條件下（10kPa、50kPa、100kPa、150kPa），測量鹽漬土的應(yīng)變和應(yīng)力，繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線。（2）凍脹試驗(yàn)：控制溫度為-18℃，在溫度減至-16℃時，開始施加荷載（10kN、20kN、30kN），連續(xù)加載20次。記錄每次加載后的豎向變形和水平位移，計(jì)算凍脹指數(shù)。（3）滲透試驗(yàn)：控制溫度為20℃，通過提高水位來施加封閉壓力，記錄不同壓力下鹽漬土的滲透性質(zhì)，包括孔隙度、滲透系數(shù)和孔徑分布等。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1.單軸壓縮試驗(yàn)在不同軸向應(yīng)力下，鹽漬土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線基本呈現(xiàn)線性關(guān)系，但應(yīng)變增大時，曲線呈現(xiàn)了一定的彎曲。同時，當(dāng)軸向應(yīng)力大于100kPa時，鹽漬土的應(yīng)變增大速率明顯減緩，表明鹽漬土在高應(yīng)力下具有較好的穩(wěn)定性。2.凍脹試驗(yàn)在溫度為-18℃，循環(huán)加載荷載后，鹽漬土凍脹指數(shù)隨著加載次數(shù)的增加而增大，說明鹽漬土隨著冰凍循環(huán)的進(jìn)行，其物理力學(xué)性質(zhì)的變化與冰晶結(jié)構(gòu)和鹽度有關(guān)。同時，鹽度對冰晶的形態(tài)和方向也會對凍脹指數(shù)產(chǎn)生明顯的影響。3.滲透試驗(yàn)在不同壓力下，鹽漬土的孔隙度、滲透系數(shù)和孔徑分布等滲透性質(zhì)均呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢。鹽度對鹽漬土的孔隙結(jié)構(gòu)和滲透特性有著顯著的影響，即鹽度越高，滲透特性越差。四、結(jié)論本文通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，壓力條件下，鹽漬土的物理力學(xué)性質(zhì)會發(fā)生一定的改變，其受力特性、抗凍性能和滲透特性會隨著壓力的變化而發(fā)生變化。同時，鹽度和冰晶結(jié)構(gòu)也對鹽漬土的