黃泛鹽漬土地區(qū)路基水鹽遷移及隔斷技術(shù)研究.pdf

1、黃泛鹽漬土地區(qū)地下水礦化度高且埋深較淺,水分和鹽分在毛細(xì)作用下的遷移導(dǎo)致新填筑的非鹽漬土路基發(fā)生次生鹽漬化,致使路基易發(fā)生溶蝕、鹽脹和凍脹等病害,嚴(yán)重影響道路的穩(wěn)定性和耐久性。本文通過填筑粉土路基模型以及豎管試驗(yàn)對(duì)不同地下水埋深及礦化度條件下路基內(nèi)水分和鹽分的遷移及聚集規(guī)律進(jìn)行試驗(yàn)研究,并通過對(duì)Richards方程和溶質(zhì)運(yùn)移方程的耦合求解探討路基水鹽運(yùn)移的影響因素及土工布隔斷效果。試驗(yàn)及數(shù)值模擬結(jié)果表明:
　　(1)發(fā)達(dá)的毛細(xì)管通

2、道、水分的運(yùn)動(dòng)、鹽分的存在以及蒸發(fā)作用構(gòu)成了水鹽遷移和聚集的必要條件。受毛細(xì)水作用和蒸發(fā)作用影響的邊坡以及路基頂部成為聚鹽的主要區(qū)域,該區(qū)域的含鹽量是路基內(nèi)部含鹽量的二到四倍,鹽分主要以固體結(jié)晶的形式存在。因此,這些區(qū)域也是鹽漬土地區(qū)路基處治的關(guān)鍵位置。
　　(2)地下水埋深深度、礦化度以及蒸發(fā)強(qiáng)度對(duì)路基水分和鹽分的運(yùn)移以及分布具有重要影響。隨著地下水埋深深度的增加,離地表相同高度處的含水率和含鹽量呈現(xiàn)減小的趨勢(shì);在地下水礦化度為

3、15g/L的條件下,要使豎管頂部及路基邊坡不產(chǎn)生聚鹽,地下水最小埋深深度為290cm,該深度即為地下水臨界深度。隨著地下水礦化度的增加,含水率呈現(xiàn)先增大后不變的趨勢(shì),含鹽量始終呈現(xiàn)增大趨勢(shì),且含鹽量與地下水礦化度的線性關(guān)系顯著。蒸發(fā)強(qiáng)度的增大,可以使得邊坡處聚鹽量急劇增加,且聚鹽深度增大。
　　(3)使用多場(chǎng)耦合軟件COMSOLMultiphysics對(duì)水分運(yùn)動(dòng)方程和鹽分運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行聯(lián)合求解,所得的數(shù)值模擬結(jié)果在水分分布和鹽分聚集

4、規(guī)律方面與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果的分布規(guī)律一致。隔斷處治方案的模擬結(jié)果表明,局部隔斷的處治方案能夠有效減小邊坡的聚鹽濃度。在地下水埋深較深且路基設(shè)計(jì)高度較高的地區(qū),可以在基底采用局部隔斷的處治方案對(duì)路基進(jìn)行隔斷處治。在地下水埋深較淺、礦化度高且路堤較矮的情況下,在路基內(nèi)部應(yīng)采用全隔斷的處治措施,并需加強(qiáng)坡腳處治。
　　依托濱德高速公路工程,基于地下水文條件以及路基水分分布和鹽分遷移、聚集特點(diǎn),有針對(duì)性地提出黃泛鹽漬土地區(qū)路基隔斷處治方案,從