硫酸盐渍土道面破坏机理论文（通用2篇）
硫酸盐渍土道面破坏机理论文 篇1
硫酸盐渍土机场道面破坏机理研究
在分析盐渍土道面所处环境的基础上,对盐渍土道面破坏的机理进行了深入分析,通过上述分析指出道面下季节性水盐运动、飞机荷载以及施工质量是造成盐渍土机场破坏的主要因素.
作 者：刘小川 赵理球 LIU Xiao-chuan ZHAO Li-qiu 作者单位：刘小川,LIU Xiao-chuan(中国航空港建设第九工程总队,四川新津,611430)
赵理球,ZHAO Li-qiu(湖南省耒阳市95356部队67分队,湖南,耒阳,421800)
刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：200935(16)分类号：U418关键词：盐渍土 水盐运动 机场破坏 施工质量
硫酸盐渍土道面破坏机理论文 篇2
1 盐渍土机场道面病害分析
1.1 盐分对道面的危害
盐分对机场道面的危害很多,归结起来主要有物理破坏和化学破坏。化学破坏主要是硫酸盐腐蚀道面。能有效地提高道面抗渗性、耐久性,提高抵抗硫酸盐侵蚀的能力。物理破坏主要是由于盐渍土土基含有丰富的硫酸钠(Na2SO4),而硫酸钠对温度变化反应较敏感,从其溶解度曲线中发现,它在32.4 ℃时溶解度最大,高于或低于此数值,溶解度都会降低,在低于32.4 ℃,硫酸钠溶解度降低,溶液由不饱和变为饱和,硫酸钠就会结合10个水分子结晶析出芒硝晶体,随着温度变化的反复,溶解和结晶也不断地反复,如此胀缩使土体内部结构遭到破坏,土质松散。
1.2 道面的破坏形式
据青海、新疆等内陆盐渍土地区道路调查表明[2],盐渍土盐胀对道路的破坏形式主要表现在:路面产生不均匀变形,形成波浪、鼓包,使路面的平整度严重下降;因盐胀的反复作用,促使路基土体的结构遭到破坏,引起路基整体强度和稳定性下降。盐胀导致的不均匀变形使路面开裂,经行车辗压,会加速路面破坏。与道路工程类似,敦煌机场[3,4]等几个机场的调查资料也表明,盐渍土对机场工程的主要危害包括引起道面板错台、断裂、平整度显著降低、鼓包、道肩边坡失稳、隆起。
2 盐渍土机场道面特点
2.1 使用要求高
小盐胀与溶陷对公路影响不太大,尤其是局部范围内的盐胀与溶陷不会对公路造成危害,几米几十米范围内处理起来也容易,而机场则不然,飞机对机场平整度的要求很高,较小盐胀与溶陷也会造成道面错台、断板等危害,几千米的跑道,任何小范围内的局部危害,都将严重影响飞行安全和机场道面的正常使用。
2.2 道面环境恶劣
《盐渍土地区公路设计与施工指南》[5]规定,盐渍土地区公路应尽量避免挖方,尤其是要避免路堑。当不得不出现路堑时,为了有利于排水,保持路基稳定,一般都应采用敞开式断面的矮路堤形式,路床要换填隔断层(如图1所示)。而机场道面周围有土跑道和平地区,由于飞行安全的需要,道面区与土质区几乎是平齐的,仅相差几厘米(如图2所示)。土质区的存在,对雨水下渗以及排水都有一定影响,对机场道面下的水盐运动也非常不利[1]。
公路路基下主要是垂直水盐热运动,机场区域不仅有垂直水盐热运动,也有水平水盐运动。平地区和土跑道的存在,虽然在一定程度上能减少水分蒸发,在一定程度上抑制机场小区域的水盐运动,但对机场工程是不利的,这也是公路修筑路堤、避免路堑的原因。在机场跑道、道肩、平地区和土跑道以及站坪等组成的区域,由于道面、压实土质区的覆盖作用,蒸发得到强烈抑制,削弱了水盐热运动。但是由于道面的覆盖抑制蒸发的作用比压实土基要明显,土质区水盐热运动较强,积盐程度较道面区要高,道面下有大量凝结水,比土质区湿润,从而造成盐分、水分在道面区与土质区之间水平迁移[1]。
3 盐渍土机场道面破坏原因
3.1 水盐运动
根据实测资料表明[3,4],膨胀变形主要发生在地温明显回升,日夜温差变化最大的冬末春初和降水量较集中的七八月间,这说明道面破坏是由于对温度变化敏感的硫酸钠造成的,而且恰恰是上述两个季节为硫酸钠的结晶创造了外界条件。在冬季时为水分聚集时期,地下水以水汽形式不断从深处向上输送,由于跑道面层覆盖作用,水汽不能有效蒸发则在道面以下不断下降的冰冻线附近结成冰,春季升温时,土中冰不断融化成水,部分被无水芒硝吸收,无水芒硝有的结晶,有的溶解在水中,随着夜间地温下降,部分溶解的芒硝又结晶成为芒硝晶体,使土体积迅速膨胀,道面鼓起开裂,道面鼓起开裂同时也使土中水分逐渐蒸发散失。在雨季时,降水通过道面裂缝和接缝处,进入道面基层和土基使无水芒硝再次和水分子结合成为芒硝晶体,导致盐胀现象。而后随着水分的蒸发膨胀也会慢慢缓解趋于稳定,每年周而复始地重复上述过程,使道面基层及土基不断地膨胀、收缩,破坏了土体结构,降低了密实度,造成道面开裂破坏。
3.2 荷载作用
道面破坏的特点是早期破坏速度缓慢膨胀变形小,后期破坏迅速膨胀变形大,从表面上看,跑道轮迹范围内的道面沉陷,跑道两侧鼓起但整体上道面产生鼓胀,轮迹范围外道面鼓起。变形小于外侧道面的鼓起变形,因为当道面整体发生鼓起时,飞机起落滑行重量抑制了轮迹范围内道面的鼓起变形,使这部分道面不能与外侧道面产生同样量级的变形,因而在轮迹分界处产生了拉应力,导致了轮迹分界处道面沿跑道纵向开裂,加剧了道面的破坏程度。
3.3 地基处理
地基压实度会影响盐胀率,压实度增大盐胀率也增大,从消除压实度危险点的角度看,地基含盐量要尽量小,在满足承载力的前提下,压实度要尽量低,压实要尽量均匀。机场工程道槽压实度一般要求在95%以上,对于硫酸盐渍土机场地基,压实度指标建议在90%～95%之间取值,满足承载力的前提下可以尽可能低。
3.4 施工质量
机场道面的施工工艺与施工质量对道面病害的产生也有一定的影响,施工中基层的压实质量,分段施工接合部位的施工质量,面层的施工质量等都对道面病害的产生和发展起一定的作用。另外在施工中容易误将含盐量高的材料掺入基层中,产生盐胀现象。
4 结语
通过上述分析,认为道面下季节性水盐运动、飞机荷载、地基处理以及施工质量是造成盐渍土机场破坏的主要因素。盐渍土机场道面破坏是硫酸盐胀缩造成的,有一定的特殊性,一般都需要一段时间累积才能充分暴露出来,同时还有伴随季节变化而反复变化的特点。
摘要：在分析盐渍土道面所处环境的基础上,对盐渍土道面破坏的机理进行了深入分析,通过上述分析指出道面下季节性水盐运动、飞机荷载以及施工质量是造成盐渍土机场破坏的主要因素。
关键词：盐渍土,水盐运动,机场破坏,施工质量
参考文献
[1]吴爱红.硫酸盐渍土机场地基处理试验研究[D].西安:空军工程大学,2008.
[2]王智明.青海省西宁地区盐渍土的特征及其对建筑物的危害[J].军工勘查,1996(1):29-32.
[3]杨茂华.敦煌机场道面病害分析[J].青海交通科技,2006(5):32.
[4]张平川,董兆祥.敦煌民用机场地基的破坏机制与治理对策[J].水文地质工程地质,2003(4):36-37.