徐龍飛

長安大學(xué)公路學(xué)院，陜西 西安 710064

黃土作為主要建筑材料，在我國西北地區(qū)仍發(fā)揮著極為重要的作用。較為常見的黃土構(gòu)筑物有：土石壩、路基、和邊坡等。但在長期自然因素和人為因素的作用下，黃土中含鹽量發(fā)生變化，使得土的力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變［1-3］。因此，通過控制黃土中鹽分含量，并進(jìn)一步分析鹽分對黃土工程特性影響具有重要意義。

本文以陜西楊陵地區(qū)黃土為研究對象，基于自主研制的水平方向去易溶鹽淋洗裝置開展室內(nèi)淋溶試驗，模擬長期滲流對土體鹽分的淋失作用，人工制備了去易溶鹽土樣并對試驗結(jié)果進(jìn)行評價；并提出一種能測量黃土試樣淋溶變形的試驗方案。

1 試驗材料及裝置

1.1 試驗材料

本次試驗所用土樣取自楊陵地區(qū)某一建筑工程基坑開挖剖面，土色褐黃、土質(zhì)較松散、肉眼可見有大孔隙。埋置深度為地表以下9m 左右，測得其天然含水率為13.1%，天然干密度為1.26g/cm3。采用比重瓶法測得土粒比重為2.71；采用液塑限聯(lián)合測定法進(jìn)行界限含水率試驗，液限含水率WL=28.7%，塑限含水率WP=17.5%，塑性指數(shù)IP=11.2；采用室輕型擊實試驗，測定土樣最大干密度ρdmax=1.68g/cm3，最優(yōu)含水率Wop=18%；用酸度計（pH 計）進(jìn)行酸堿度試驗測得土樣pH=8.8，屬于偏堿性的土；易溶鹽含量經(jīng)測定為1.024g/kg。

1.2 淋溶試驗裝置

土樣淋洗易溶鹽裝置為自主研發(fā)，如圖1 所示。該設(shè)備目的在于有效去除土體試樣中的易溶鹽成分，并保持試樣原有特征特性，占地較小，試驗可控性較強，所采用的技術(shù)方案為：裝置主體為方形有機玻璃管，截面邊長為8cm，由進(jìn)水區(qū)，試樣區(qū)和出水區(qū)三部分組成；進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)和試樣區(qū)設(shè)置有碎石緩沖層、少許無紡布和透水板，純水通過無紡布和碎石緩沖層滲透進(jìn)試樣，完成黃土中易溶鹽離子的去除。

圖1 土樣去易溶鹽淋洗裝置示意圖

2 試驗步驟

黃土淋溶試驗按照如下步驟進(jìn)行：

（1）將現(xiàn)場取回的土樣風(fēng)干、碾碎，過2mm 篩備用，并取待淋洗的普通土若干份，每份500g；

（2）試驗開始時先將底板擰緊，依次放入5cm 的碎石緩沖層、少許無紡布和透水板，然后將待淋洗的土樣裝入有機玻璃管內(nèi)，再在其上部依次放上透水板、少許無紡布和5cm 的碎石緩沖層，擰緊上蓋并連接進(jìn)水口，旋緊腳架；

（3）將該裝置水平放于室內(nèi)地面，進(jìn)水口處接盛有蒸餾水的高位水箱，出水口處用50mL 容量瓶收集淋洗過的洗脫液，各收集20 個分組，繼續(xù)用500mL 容量瓶收集，共收集淋洗液1500mL，測量最后一批洗脫液中易溶鹽含量；

（4）土柱上下端鋪墊無紡布和碎石的作用是：均勻分配水量到土層表面；保證土柱及時排水，并阻止上層滯水面的形成。

3 淋溶試驗結(jié)果測定

黃土淋溶試驗結(jié)果測定分為脫洗液含鹽量測定和淋濾后土樣易溶鹽含量測定兩部分：

（1）脫洗液含鹽量。采用烘干法測得脫洗液含鹽量在0.0006%～0.001%之間，結(jié)果接近于0 且測量值不再變化趨于穩(wěn)定，表明用1500ml 純水淋洗土樣后土中所含易溶鹽已經(jīng)降到最低。

（2）淋濾后土樣含鹽量。將淋濾后土樣風(fēng)干、碾碎，過2mm 篩備用，并取出50～100g 按照《土工試驗規(guī)程》［4］步驟進(jìn)行易溶鹽含量測定，經(jīng)淋洗后的土樣易溶鹽含量為0.010g/kg。

4 黃土淋溶變形測量裝置設(shè)計

在實際工程中，黃土易受空氣中相對濕度升高、降雨入滲及地下水位升高等影響，發(fā)生明顯增濕現(xiàn)象，從而引起一系列工程變形問題。因此，對黃土增濕過程中變形進(jìn)行監(jiān)測尤為重要。為實現(xiàn)上述目的，本文提出一種用于可檢測黃土淋溶變形的實驗裝置（圖2）。

圖2 黃土淋溶變形測量裝置示意圖

試樣室上端設(shè)有固定支架，固定支架上設(shè)有百分表，將待淋洗土樣上部有機玻璃替換為自由可拆卸頂蓋，百分表測頭與自由頂蓋接觸；在黃土試樣淋溶過程中，利用自由頂蓋緊貼試樣的頂面，在試樣發(fā)生淋濾變形時，帶動頂蓋發(fā)生豎向運動，進(jìn)而通過百分表測量豎向變形?？紤]到在淋濾過程中，試樣左右兩側(cè)易受到進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)水流的沖刷作用，試樣水平變形難以準(zhǔn)確量測，故本文提及的黃土淋溶變形指試樣在橫向水流作用下發(fā)生的豎向變形。

5 結(jié)語

通過自主研發(fā)一種水平方向的去易溶鹽淋洗裝置，開展黃土室內(nèi)淋溶試驗，結(jié)果表明該裝置能有效去除土體試樣中的易溶鹽成分；同時提出一種能測量黃土試樣淋溶變形的試驗方案。本文成果將極大促進(jìn)相關(guān)發(fā)明專利的撰寫，同時試驗結(jié)果對相關(guān)專利起到驗證推廣作用。