【摘要】：地基土的凍脹容沉危害成為制約寒冷地區(qū)各類工程建設(shè)與運作的一個主要障礙,而形成該病害的一個主要原因在于季節(jié)性氣候變化導(dǎo)致的土壤水鹽遷移,尤其在鹽漬土地區(qū),由于土中含有大量可溶性鹽,除凍脹融沉之外還會伴有各類鹽漬土病害。所以鹽漬土水鹽遷移的研究對于防治病害具有重要現(xiàn)實意義。與此同時,在判斷土壤水分遷移的手段中常常需借助基于介電常數(shù)經(jīng)驗公式的傳感器,但這類經(jīng)驗公式往往只考慮在正溫下介電常數(shù)和土壤體積含水量之間的單一關(guān)系,忽略了含鹽量、溫度、容重等其他因素對介電常數(shù)的影響,造成測量結(jié)果缺乏普適性,往往不能體現(xiàn)較好的精度,所以對土壤介電常數(shù)影響因素的研究,建立各因素和介電常數(shù)之間的關(guān)系式對提高測量準確性十分重要。另外,在寒區(qū)進行工程建設(shè),地基中凍土層的準確、快速判定對于各類基建設(shè)施病害的防治具有重要意義,若能通過介電常數(shù)及其他參數(shù)確定凍土層的位置就能對常規(guī)工程地質(zhì)勘察工作帶來很好的補充作用。鑒于此,本論文從以下幾個方面展開,對相關(guān)內(nèi)容展開了研究。首先,本文根據(jù)土壤介電常數(shù)的常用測量方法,確定了土壤介電常數(shù)的測量設(shè)備,并以哈爾濱市郊的低液限黃黏土為研究對象,在素土基礎(chǔ)上添加不同含量的NaCl模擬鹽漬土,通過室內(nèi)重塑土的介電常數(shù)試驗,研究了不同溫度、初始含水率、干密度和含鹽量等因素對黃黏土介電常數(shù)的影響,結(jié)果表明各因素對介電常數(shù)都會帶來一定影響。其次,在前人創(chuàng)立的關(guān)于非飽和土混合介質(zhì)介電常數(shù)模型的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)并建立了非飽和凍土混合介質(zhì)介電常數(shù)理論模型,并由室內(nèi)重塑黃黏土介電常數(shù)試驗數(shù)據(jù)檢驗了模型的實用性,發(fā)現(xiàn)素土的測量值和模型計算值十分接近,而含鹽黃黏土的測量值和模型計算值有一定差距。最后,根據(jù)土壤含水率與電導(dǎo)率常用的檢測方法,確定了土壤水鹽監(jiān)測設(shè)備,并以滿阿一級公路沿線的和黃黏土同為黏土的典型低液限鹽漬土為研究對象,開展了單向凍結(jié)、雙向融化環(huán)境下的室內(nèi)重塑土水鹽遷移試驗,并在黃黏土介電常數(shù)試驗結(jié)果分析的基礎(chǔ)上,建立了正溫下鹽漬土介電常數(shù)與多因素的擬合公式,用于推算試驗過程中的水分變化,分析了鹽漬土在不同初始含水率、干密度、冷端溫度和含鹽量等條件下的水鹽遷移特征。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU43
【圖文】：

接收裝置能有效兼容各類傳感器（包括ＧＳ３），最多能同時采集５個傳感器的所有參??數(shù)，且能自由設(shè)置各參數(shù)的記錄的時間間隔，低電耗的優(yōu)點保證其能在野外長期不間斷??工作一年以上。ＧＳ３傳感器和ＥＭ５０接收裝置見圖２－１。??－１１－??

此基礎(chǔ)上添加一定量可溶性鹽模擬鹽潰土成分，形成對照。根據(jù)《公路土工試驗規(guī)程》??（ＪＴＧ?Ｅ４０－２００７）對試驗用土基本物理力學(xué)指標進行測量，列于表３－１，顆粒級配分布??見圖３－１。??表３－】黃土基本物理指標??土質(zhì)類別辦”率塑限（％）液限（％）?塑性指ｉｆ?度???（％）?（ｇ／ｃｍ３）??低液限黏土?１５．５?１９．５?３２．７?１３．２?１．８６??１００?－Ｉ￣???ｇ?????Ｓ?７°：??Ｗ?＿?＇?＼??趙?Ｍ?＿??Ｖ??■Ｈ?４０?－?＼??⑵?－?Ｖ??３（１－??？一?２０－??冬１０－??０＿?＇?Ｉ?Ｉ?１?Ｉ?Ｉ?ｔ?ｊ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ?■?ｉ?ｉ??ｏ?ｏ?ｏ??粒徑（ｍｍ）??圖３－１黃黏土顆粒級配分布圖??３．２試驗方法??ＧＳ３傳感器測量介電常數(shù)的理想體積如圖３－２所示。根據(jù)其理想測量體積以及傳感??器本身所占體積大小，試驗將土樣制作成厚度為６ｃｍ，直徑為１９．２ｃｍ的試件，并于試??件正中間放置一個ＧＳ３傳感器，用于測量相關(guān)參數(shù)值。試驗裝置如圖３－３所示。具體的??試驗步驟按下列步驟進行：??（１）首先將試驗用土放入電熱鼓風干燥箱中烘干（ｌ〇５°Ｃ，２４ｈ），待冷卻至室溫??后取出，碾碎并篩取粒徑不大于２ｍｍ的顆粒�？紤]到在過篩階段土顆粒會??吸收空氣中的水分，為此在篩分之后馬上用含水率快速測量儀（原理同烘干??－１７－??

置于恒溫箱內(nèi)（１５°Ｃ，２４ｈ），保證含水率能夠均勻分布。??（３）然后將試件通過分層壓實的方法在有機玻璃桶內(nèi)制成，控制其每層厚度，足壓實度要求，并在試件中心位置埋入傳感器；制件完成后在試樣頂面敷保鮮膜，減少試驗過程中的水分散失，然后將整個裝置放入ＤＸ４Ｃ－２００型溫試驗箱，關(guān)閉箱門，調(diào)節(jié)箱體內(nèi)溫度使得傳感器顯示的溫度穩(wěn)定于１５°Ｃ左右。??（４）最后待試件溫度穩(wěn)定在１５°Ｃ之后，開始進入降溫凍結(jié)過程。為避免試件在結(jié)過程中發(fā)生水分遷移現(xiàn)象，引起試件的水熱不均勻分布，將凍結(jié)過程箱內(nèi)??的最低溫度設(shè)置為－２０°Ｃ，使得箱內(nèi)溫度由１５°Ｃ快速降至－２０°Ｃ，并最終穩(wěn)于－２０。。。待傳感器顯示的試件溫度降到－１５Ｘ或更低的時候，關(guān)閉低溫試箱制冷的命令，開始讓試件自然升溫，進入融化過程。在上述凍融過程中，??始終保持低溫箱外側(cè)環(huán)境溫度１８°Ｃ左右。ＤＸ４Ｇ－２００型低溫試驗箱能降溫零下３０°Ｃ，控溫精度為正負０．１°Ｃ。所有試件的初始參數(shù)如表３－２所示，共??計３９種不同初始參數(shù)的試件，其中素土?１９種，含鹽土?２０種，兩者形成鹽漬土與鹽潰土對照，每種不同的試件做３個平行件，結(jié)果取平均值。??
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本文編號：2873008