氯离子对盐渍化寒区路基填土盐胀的影响研究

摘要

盐渍化寒区路基填土通常为富含氯化钠和硫酸钠的复合盐渍土。为探究氯离子含量对盐渍化寒区路基盐胀的影响机制,基于Pitzer离子模型中氯化钠-硫酸钠-水三元体系溶液计算理论,结合FREZCHEM模型,定量分析水分活度、成冰因子和过饱和比与温度、浓度比(η=m_Cl^-/m_(SO₄^2-)的内在关联,研究了复合盐渍土的冻结温度和结晶过饱和比随硫酸钠含量、浓度比的变化规律,揭示了氯化钠对硫酸盐渍土结晶的影响机制,确定了硫酸盐渍土中添加氯化钠降低盐胀的临界浓度比。研究结果表明:FREZCHEM模型可用于分析复合盐渍土的冻结和盐分结晶特性,成冰因子与温度和溶液浓度密切相关,当其等于1时,孔隙溶液处于热力学平衡状态;氯化钠对硫酸钠结晶析出具有促进或抑制双重作用,当盐渍土中硫酸钠的浓度大于1.0 mol/kg时,按照临界浓度比大于2.5添加氯化钠,会显著降低硫酸盐渍土的盐胀变形。同时,现场施工中采用盐化法可有效抑制盐渍化寒区路基的盐胀变形。

关键词

复合盐渍土 / 冻结温度 / 盐分结晶 / 过饱和比 / 临界浓度比