【摘要】：針對(duì)內(nèi)蒙古西部荒漠地區(qū)部分高速路路面發(fā)生鹽漬化病害展開較系統(tǒng)地調(diào)查研究,病害路段的路基沿線地下水位遠(yuǎn)離地表(50m),氣候干燥,土壤水分含量極低,風(fēng)積沙路基毛細(xì)通道被隔斷,仍引起鹽漬化病害。對(duì)于溫差大的地區(qū)公路這一病害現(xiàn)象尤其明顯,縱使對(duì)病害處路基填土進(jìn)行換填,相應(yīng)的病害部位仍繼續(xù)發(fā)生破壞。由于路基土的鹽漬化常導(dǎo)致路面病害發(fā)生,降低路面使用品質(zhì),但目前對(duì)當(dāng)?shù)氐柠}漬化治理與預(yù)防仍無有效措施,對(duì)何時(shí)達(dá)到鹽漬化的時(shí)間效應(yīng)無定性結(jié)論。因此,本文通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、室內(nèi)、室外土柱試驗(yàn)以及多場(chǎng)耦合有限元軟件模擬的基礎(chǔ)上,研究內(nèi)蒙古西部荒漠地區(qū)風(fēng)積沙路基內(nèi)部水分和鹽分遷移聚集規(guī)律,在有效時(shí)間內(nèi)防治該地區(qū)非鹽漬土地區(qū)路基鹽漬化的產(chǎn)生以及路基鹽漬化所引起的道路病害,對(duì)于優(yōu)化路基處置措施具有重要意義。本文通過研究得到如下幾點(diǎn)結(jié)論:1.通過對(duì)病害路段區(qū)域賦存氣候環(huán)境的調(diào)查分析以及病害路段土樣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣分析,試驗(yàn)結(jié)果表明:非病害路段所取試樣中含鹽率低,為非鹽漬化土;病害路段基層絕大部分試樣的易溶鹽總量大于0.5%,鹽漬化程度為中、強(qiáng)等級(jí)。病害路段試樣成分含鹽量普遍高于0.3%,病害路段基層、路基均出現(xiàn)了明顯的鹽漬化現(xiàn)象,為典型的硫酸鹽鹽漬土,硫酸鹽鹽漬化物質(zhì)主要來源于海相沉積的地層環(huán)境;路基土體中硫酸鈉在溫度降低時(shí)結(jié)晶、析出,體積膨脹,是導(dǎo)致內(nèi)蒙古西部荒漠地區(qū)出現(xiàn)路面橫向隆起病害的重要原因。2.根據(jù)風(fēng)積沙路基室內(nèi)水汽試驗(yàn)和室外水鹽遷移試驗(yàn)研究成果,傳統(tǒng)認(rèn)為壓實(shí)風(fēng)積沙具有阻鹽、隔鹽效果,是沒有充分考慮鹽漬化時(shí)間效應(yīng),壓實(shí)風(fēng)積沙只是阻隔了毛細(xì)水?dāng)y帶鹽分遷移的作用通道,而沒有考慮到風(fēng)積沙路基在荒漠氣候環(huán)境條件下,路基內(nèi)部水分主要以汽態(tài)水與薄膜水的形式遷移,所以荒漠地區(qū)利用風(fēng)積沙填筑路基并不能阻止路基鹽漬化。3.通過室內(nèi)外水鹽遷移試驗(yàn)研究表明:風(fēng)積沙路基淺層區(qū)域鹽分的積聚,受溫度影響土層內(nèi)賦存的薄膜水和汽態(tài)水,二者同時(shí)存在并為鹽分遷移提供了載體。受外界環(huán)境溫度變化,壓實(shí)風(fēng)積沙路基土層內(nèi)部溫度變化幅度隨埋深增加趨于平緩,分影響劇烈區(qū)(0~50cm)與影響薄弱區(qū)(50~120cm),各層溫度到達(dá)峰值具有滯后效應(yīng);壓實(shí)風(fēng)積沙土層深層區(qū)域鹽分的遷入是硫酸鈉鹽地基下墊面與初始素土風(fēng)積沙土層含鹽量的濃度梯度為其提供了原始動(dòng)力。在整個(gè)鹽漬化過程中重力勢(shì)、土層濃度梯度、土層壓實(shí)度、外界環(huán)境溫度、時(shí)間等因素均對(duì)風(fēng)積沙路基鹽漬化存在影響。4.在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、室內(nèi)與室外水鹽遷移試驗(yàn)基礎(chǔ)上,研究了荒漠區(qū)風(fēng)積沙路基內(nèi)部水、熱、鹽遷移的時(shí)空分布規(guī)律與理論分析,并構(gòu)建了水、熱、鹽的遷移方程;利用室內(nèi)土柱試驗(yàn)和COMSOL Multiphysics多場(chǎng)耦合數(shù)值模擬軟件,研究了非鹽漬土風(fēng)積沙路基鹽漬化進(jìn)程中的鹽分遷移規(guī)律,建立了關(guān)于非鹽漬化風(fēng)積沙路基內(nèi)部發(fā)生鹽漬化所需時(shí)間與環(huán)境溫度、路基初始含水率、初始含鹽率的回歸公式,預(yù)估風(fēng)積沙路基鹽漬化(含鹽量超過0.3%,以此為臨界判別條件)形成的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。5.根據(jù)風(fēng)積沙路基土鹽漬化的機(jī)理,提出在內(nèi)蒙古西部荒漠地區(qū)阻止風(fēng)積沙路基土鹽漬化的阻隔技術(shù)要從源頭上防止鹽分遷入路基內(nèi)部,在新建公路路基下墊面地基鋪設(shè)碎石墊層的防治技術(shù)措施。
【圖文】：

1.1 選題依據(jù)和研究意義與非自然（多數(shù)是人為因素）等條件影響，素土轉(zhuǎn)變?yōu)辂}土和堿土壤稱為鹽漬土，其廣泛分布于全球范圍，面積高達(dá) 9.5438×10年以幾乎恒定不變的速率不斷擴(kuò)張。但隨著全球“溫室效應(yīng)”的加各個(gè)國家土壤鹽漬化面積呈現(xiàn)出全新漲幅的態(tài)勢(shì)，生存環(huán)境每況多研究者重視，并已意識(shí)到鹽漬化的危害性。全球范圍內(nèi)高居第四的鹽漬土大國，鹽漬化病害現(xiàn)象遍布范圍廣2），涉及多種工程與農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域，無論從地處位置（沿海與內(nèi)潤與干旱）來看，多數(shù)地區(qū)均分布著大面積的鹽漬土（見圖 1.1）候影響的特點(diǎn)。其中主要分布于我國國土的北部地區(qū)，其中大西、甘肅等地）土壤的鹽漬化病害現(xiàn)象最為普遍，鹽漬化面積達(dá)到 2總面積的 69.03%[1]。

內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文 月份溫度極差變化幅度相對(duì)平緩。額濟(jì)納地區(qū)整體呈現(xiàn)高溫、低寒、干旱的氣候基的鹽分遷移積聚創(chuàng)造了氣候環(huán)境條件，路面覆蓋效應(yīng)阻礙了路基水分的自由散基內(nèi)水分、鹽分的積聚，在溫度降低時(shí)，路面就可能由于路基內(nèi)鹽分溶解度降低所導(dǎo)致的體積膨脹而隆起。由于區(qū)域氣候環(huán)境條件影響，路基內(nèi)鹽分會(huì)按一定規(guī)，，非鹽漬土路基逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)辂}漬土路基，普遍觀點(diǎn)認(rèn)為，路面下路基土體發(fā)生鹽之一是地下水埋深較淺且礦化程度較高，毛細(xì)作用劇烈，土壤鹽漬化嚴(yán)重。而課古西部沙漠地區(qū)某高速路的路面鹽漬化病害展開較系統(tǒng)地考察，闡明了路基沿線離地表（＞50m），氣候干燥，土壤水分含量極低，風(fēng)積沙路基毛細(xì)通道被隔斷漬化病害。對(duì)于大溫差地區(qū)公路這一病害現(xiàn)象尤其明顯，縱使對(duì)病害處路基填土相應(yīng)的病害部位仍繼續(xù)發(fā)生破壞。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U418.5

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本文編號(hào)：2651441