公路工程粗粒盐渍土易溶盐试验方法研究
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【摘 要】为了研究公路工程盐渍土易溶盐合理的测定方法，对典型区域的盐渍土进行了颗粒组成统计分析、粗粒盐渍土试样制备粒径研究以及土水比与含盐量关系的分析。结果表明：砾类土易溶盐试验采用通过5mm筛孔的烘干土样300g，砂类土易溶盐试验采用通过1mm筛孔的烘干土样300g，细粒土易溶盐试验采用通过1mm筛孔的烘干土样100g，土水比1∶5进行易溶盐离子试验，测定的易溶盐含量具有较好的代表性，符合工程实际。
【关键词】道路工程；易溶盐试验；方法
现行易溶盐试验方法是工程界的经典方法，在测试易溶盐成分方面精确度较高，操作较方便，所以，粗粒土易溶盐试验方法研究的重点是在粗粒土试样制备的合理粒径上。通过统计分析，室内试验研究，提出了合理的易溶盐试样制备粒径及土水比，以便真实地反映粗粒土含盐状况，确保工程质量的前提下充分合理地利用粗粒土。
一、粗粒盐渍土颗粒组成特征
1.典型区域粗粒土颗粒概述
粗粒土分为砾类土和砂类土，按其中含细粒土含量的多少又可分为砾（GW、GP）和砂（SW、SP）、含细粒土砾（GF）和含细粒土砂（SF）、细粒土质砾（GM）和细粒土质砂（SM）。通过对新疆国道312线、314线和土—乌—大等公路11个路段的砂砾土料场调查，收集了491份砂砾土颗粒分析试验成果资料。可以看出，天山南北山前的洪积、冲积扇上砂砾土料场主要以砾的含量居多，砂次之，含细粒土砾和含细粒土砂相对较少。其中东疆G312线梯子泉以东的地区以砾为多，砂次之，以西的地区主要为砾，砂类土很少。吐—乌—大高等级公路均为砾类土。
北疆G217线克拉玛依至独山子段以砂居多，砾类土次之。南疆G314线库米什以南路段以砾为多，砂次之。南疆G314线阿图什过境路及以西路段基本为砾。
2.粗颗粒盐渍土颗粒组成特性
土颗粒的组成特征是以土的级配指标不均匀系数Cu和曲率系数Cc表示，其中不均匀系数Cu反映粒径分布曲线上的土粒分布范围。曲率系数Cc反映粒径分布曲线上的土粒分布形状。一般认为，砾类土或砂类土同时满足Cu>5，Cc=1～3时，则定名为良好级配砾或良好级配砂。在所调查的11个路段491个样本中，对其中代表性路段的365个样本筛分资料进行归纳分析，得出粗粒土的颗粒组成平均值以及相应的颗粒组范围，可以看出，砾类土中，砾粒的质量平均占总质量的65.9%，砂粒的质量为29.2%，粉、黏土的含量很少；含细粒土砾中，砂粒的质量平均占总质量为28.5%，粉、黏粒的含量为10.1%；砂类土中，砂粒的质量平均占总质量的63.8%，粉、黏粒的含量为2.1%；含细粒土砂中，砂粒的质量平均占总质量的74%，粉、黏粒的含量为10%；细粒土砂中，砂粒的质量平均占总质量为70.6%，但粉、黏粒含量多，平均为28.3%。
3.粗颗粒盐渍土颗粒组成范围代表值的确定
通过对新疆代表性路段的365个样本筛分资料分类可知，即使是同一类土其颗粒组成也相差很大，为了便于对粗粒土的物理、力学性质及含盐特性进行定量分析，在对粗粒土定名的基础上，通过图示法和归纳统计确定出粗粒土颗粒组成范围的粗、中、细代表值。可以看出，砂砾土的颗粒组成的粗、中、细代表值代表了各粗粒土颗粒的组成曲线基本范围，中值曲线间隔位置较均匀。中值曲线与各料场土类的平均分布曲线基本吻合且较圆滑。其中，砾类土的不良级配代表值曲线组粒径偏粗，含细粒土砂代表值曲线较料场平均分布曲线偏细。各代表值粒径分布较均匀，表现为各土类同一粒径尺寸通过率的差值较均匀。
二、粗粒土易溶盐含量试验方法研究
1.粗粒土易溶盐测定试样制备粒径的选择
通过粗颗粒盐渍土颗粒组成范围代表值的分析可知，砾类土通过1mm筛孔土的通过率平均为26.75%，砂类土通过1mm筛孔土的通过率平均为64.75%，显然砾类土的主要颗粒粒径以砾粒和砂粒为主，所以，粗颗粒盐渍土易溶盐试样制备粒径全部为1mm是不合理的。
通過对粗颗粒盐渍土颗粒组成范围代表值分析表明，砾类土的平均粒径为5.49mm，砂类土的平均粒径为0.685mm，砾类土与砂类土在5mm和1mm筛孔的通过率比较，可知，砾类土通过5mm筛孔的试样相对于1mm筛孔试样有较好的代表性，砂类土通过1mm筛孔的试样量有较好的代表性，也有足够的安全度。考虑到粗颗粒土易溶盐溶液搅拌及滤液提取，若选取粒径范围过大，虽然试样会有更好的代表性，但粗粒土易溶盐溶液的搅拌及滤液提取存在困难，影响易溶盐测试的准确性。所以，砾类盐渍土易溶盐试样制备粒径选择为5mm具有较好代表性，砂类盐渍土易溶盐试样制备粒径选择为1mm具有较好代表性。
2.粗粒土易溶盐测定试样质量与土水比的确定
（1）易溶盐测定试样质量确定
为研究试样质量对粗粒土总盐含量的影响，通过对同一砂砾土样分别采500g等5种不同质量进行易溶盐试验，分析了试样质量对粗颗粒盐渍土易溶盐总量的影响，试验结果可以看出，在小于5mm筛孔条件下，试验样品质量对总盐含量的影响没有较明显的规律，但用300g试样测得的总盐含量多数是峰值，并与100g试样测得的总盐含量平均相差14%。因此，用通过5mm筛孔和1mm筛孔的烘干土作为粗颗粒土易溶盐试验样品时，其试样质量采用300g更具代表性。
（2）易溶盐测定试样质量确定
试样浸出液土水比对总盐含量有较大的影响，针对通过5mm筛孔的300g烘干土样，进行了不同土水比易溶盐试验，试验结果分析可知，即使是同一类土，采用不同土水比易溶盐含量相差10%左右。为保证粗粒盐渍土易溶盐的充分溶解性以及试验可操作性，同时保持与细粒盐渍土易溶盐试验检测方法的一致性，粗粒土试样土水比仍采用1∶5的比例。
通过对粗粒土易溶盐测定试样制备粒径的分析以及粗粒土易溶盐测定试样质量与土水比的论证，得出如下结论：
（1）砾类土易溶盐试验采用通过5mm筛孔的烘干土样300g，采用土水比1∶5，浸提时间3min制待测液。过滤后的浸出液按《公路土工试验规程》（JTJ051—93）采用质量法对易溶盐总量测定，硫酸滴定法对碳酸根及碳酸氢根测定，硝酸银滴定法对氯根测定。在测定硫酸根时，用EDTA间接配位滴定法滴定硫酸根离子。
（2）砂类土易溶盐试验采用通过1mm筛孔的烘干土样300g，采用土水比1∶5，浸提时间3min制待测液。过滤后的浸出液按《公路土工试验规程》（JTJ051—93）采用质量法对易溶盐总量测定，硫酸滴定法对碳酸根及碳酸氢根测定，硝酸银滴定法对氯根测定。在测定硫酸根时，用EDTA间接配位滴定法滴定硫酸根离子。
（3）细粒土易溶盐含量按《公路土工试验规程》（JTJ051—93）测试，经盐渍土地区公路工程实践经验证实是可行的，采用通过1mm筛孔的烘干土样100g，采用土水比1∶5，浸提时间3min制待测液，采用质量法对易溶盐总量测定，硫酸滴定法对碳酸根及碳酸氢根测定，硝酸银滴定法对氯根测定。在测定硫酸根时，用EDTA间接配位滴定法滴定硫酸根离子。
【参考文献】
[1]褚彩萍，李斌.硫酸盐渍土在多次冻融循环时的盐胀累加规律[J].冰川冻土，1998，20（2）：89–91.