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篇1

關(guān)鍵詞:路基填料；改良土；CBR試驗(yàn)；正交分析

Analysis of Improved Soils of Low Embankment in Flood Storage and Detention Areas Based on Orthogonal experiment

LIU Yong-Jun

( Shandong road and Bridge Construction Company Limitedpostcode：250000)

Abstract: The sub-clay of low embankment in flood storage and detention areas should be improved when being used as the subbase course or the sub-subbase course. According to the criterion of CBR, this paper investigates the improved soil stabilized with different mix proportions of lime-fly ash, cement-fly ash by orthogonal design method and gives a reasonable scheme. The analysis will offer the basis for the improved soils which will be used as filling materials for Yellow River flooding area. Test indicates that this improving method within designed proportions will better the strength of CBR and water stability of the subbase, satisfy the demand of criterion. In view of sub-clay in flood storage and detention areas, the author recommends that, the cement should be controlled in 2% and the lime content in 4% and the compactedness is not less than 95%.

Key words: embankment filler; the improved soils; CBR; orthogonal experiment method

中圖分類(lèi)號(hào)：U213.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

0 前言

路基填方材料最小強(qiáng)度（CBR）和土質(zhì)路堤壓實(shí)特性作為路基工程的質(zhì)量控制的關(guān)鍵指標(biāo)，在《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》中有明確的規(guī)定[1,2]。承載比試驗(yàn)是通過(guò)在規(guī)定尺寸的探頭貫入土中過(guò)程中測(cè)定其特定的荷載強(qiáng)度來(lái)判斷土體局部抗剪切能力。該試驗(yàn)結(jié)果用CBR值表示，指試料貫入量達(dá)到2.5mm時(shí)，單位壓力對(duì)標(biāo)準(zhǔn)未篩分碎石壓入相同量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)荷載強(qiáng)度的比值[3，4]。亞粘土和亞砂土直接作為滯洪區(qū)路基填料時(shí)由于粘聚力差、易于松散；尤其水穩(wěn)性差，飽和后土顆粒之間失去粘結(jié)力，抗剪強(qiáng)度驟降，易使土體軟化、瓦解，呈流砂狀態(tài)，需要進(jìn)行路基填土的改良。目前針對(duì)填土的改良一般是通過(guò)摻加石灰、水泥、粉煤灰等固化材料來(lái)達(dá)成改良目的，國(guó)內(nèi)也有大量研究人員進(jìn)行過(guò)該方面的研究[3,4,5,6]，但是由于各地區(qū)的具體土質(zhì)及工程環(huán)境不同，具體的改良土的強(qiáng)度特性也表現(xiàn)出很大的差異，需要通過(guò)室內(nèi)CBR試驗(yàn)開(kāi)展相應(yīng)的研究。

本文針對(duì)黃泛區(qū)粉土土質(zhì)，分別采用水泥-粉煤灰、水泥-石灰2種組合分別開(kāi)展基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的室內(nèi)CBR試驗(yàn)，為該滯洪區(qū)不良土質(zhì)路基填料改良提出最佳方案。

1 試驗(yàn)材料基本指標(biāo)

本試驗(yàn)用土選自山東黃泛區(qū)典型亞粘性土、亞砂性土，試樣前采用土樣經(jīng)過(guò)風(fēng)干碾碎過(guò)5mm圓孔篩，其物理力學(xué)指標(biāo)詳見(jiàn)表1。水泥(C)為鐘山牌復(fù)合普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)為C32.5，比重為3.0，初終凝時(shí)間分別為：3.0h與5.67h,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為28.9%。粉煤灰取自某電廠，II級(jí)，相對(duì)密度為2.20g/cm3，輕型擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)得其最大干密度為1.33g/cm3，級(jí)配良好，其中SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO含量分別為53.46%、 27.25%、5.3%、2.34%、1.56%，燒失量為5.37%。石灰(L)選用德州產(chǎn)鈣質(zhì)生石灰，試驗(yàn)前測(cè)得所制成消石灰的有效CaO、MgO的含量為64.1%，屬于Ⅱ級(jí)消石灰。素土、水泥、粉煤灰顆粒級(jí)配曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。

表1 試驗(yàn)用土的物理指標(biāo)

圖1 顆粒級(jí)配曲線(xiàn)

Fig.1 Particle gradation curve

2 試驗(yàn)方案與方法

2.1試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

本次試驗(yàn)分別采用水泥-粉煤灰(C-FA)、水泥-石灰(C-L)各組合以不同摻量與滯洪區(qū)土樣加以混合形成不同類(lèi)型的改良土，各組分摻量百分比基于干土質(zhì)量?？紤]到CBR試驗(yàn)的費(fèi)時(shí)費(fèi)力，本次試驗(yàn)利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，分別以石灰或水泥劑量、粉煤灰與水泥或石灰質(zhì)量比、壓實(shí)度作為影響因素，考慮到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)原因各因素?cái)M定三水平，采用L9 ( 34 )正交表，具體各配比方案詳見(jiàn)表2。

表2 改良填土各組分配比及試驗(yàn)結(jié)果

2.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)均按照部頒《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ051 - 93) [ 7]和《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ 057 - 94) [ 8]進(jìn)行。

(1) 土樣經(jīng)過(guò)風(fēng)干碾碎過(guò)5 mm圓孔篩,按照試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中的配合比，用重型擊實(shí)法測(cè)定不同石灰及水泥劑量對(duì)應(yīng)的最大干密度和最佳含水率。

(2) 摻灰試樣: 先將過(guò)篩土樣調(diào)配至最優(yōu)含水率,拌和均勻, 悶料12～24 h; 根據(jù)不同的摻灰比摻入不同劑量的摻合劑, 調(diào)和均勻, 在松散狀態(tài)悶料24 h; 調(diào)配處理過(guò)的混合料至最優(yōu)含水率, 拌和均勻, 悶料12 h準(zhǔn)備制樣; 若為水泥試樣, 摻入水泥拌和均勻及制樣的過(guò)程必須在1 h內(nèi)完成。

(3) 制樣按照壓實(shí)度要求計(jì)算稱(chēng)重，采用靜壓法一次性成型，并在加載試驗(yàn)前浸潤(rùn)96 h再進(jìn)行CBR試驗(yàn)。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

篇2

關(guān)鍵詞：鹽堿地土壤；城市園林綠化；土壤改良

中圖分類(lèi)號(hào)：TU986.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

鹽堿地土壤的形成一般是由于水流帶來(lái)的泥沙不斷淤積而產(chǎn)生陸地所造成的。由于這種陸地的土質(zhì)大都是泥沙土而少有粘質(zhì)土，因而土質(zhì)比較松軟且含有大量的鈉離子。由于這些鈉鹽在土壤中不斷發(fā)生作用，如其表面存在一層具有較強(qiáng)分散能力的厚水膜，它可以導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生分散，在干燥時(shí)發(fā)生板結(jié)硬化而在潮濕時(shí)則發(fā)生膨脹軟化。

這種土除了結(jié)構(gòu)性較差即在干濕狀態(tài)下變化較大以外，其透氣性和透水性也不高。除此以外，由于水流的作用導(dǎo)致其分布狀態(tài)較為平板，從而對(duì)作物的影響也較為均一。在地下水位較高的地方會(huì)因?yàn)檩^高的蒸發(fā)強(qiáng)度而對(duì)植物產(chǎn)生有害作用。因此，在對(duì)這類(lèi)土地進(jìn)行園林綠化工程時(shí)要對(duì)其進(jìn)行改良。以下將對(duì)其進(jìn)行一一探討。

一、進(jìn)行土壤普查以確定改良方針和依據(jù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)的鹽堿地城市大約有一百多個(gè)，其受害面積大約占耕地面積的三分之一，因此具有不容小覷的影響力。對(duì)此，國(guó)家和有關(guān)部門(mén)給予了高度重視并不斷加大對(duì)土壤改良研究的支持力度。

為了改善大面積分布的鹽堿地環(huán)境，加大植樹(shù)造林的力度，相關(guān)的林園專(zhuān)家和工作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐總結(jié)了許多相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，在技術(shù)的采用方面就包括許多種，如置換客土、化學(xué)劑改良、暗管排鹽、盆栽和生物技術(shù)以及增施有機(jī)肥等等。

由于資金和人力等方面的原因?qū)е逻@些措施不可能被全部采用，而是在對(duì)土質(zhì)進(jìn)行檢查后在酌情進(jìn)行選擇和使用。因此有必要在城市園林綠化工程施工前著手進(jìn)行土壤普查的工作。此外還應(yīng)注意各地區(qū)的鹽堿地的土壤含鹽量和PH 值存在相當(dāng)大的差別，因此在選擇改良措施時(shí)要慎重對(duì)待。

比如在檢鹽堿地土壤時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，這種土壤的分布較為分散且面積較小，這就導(dǎo)致了該地的地表植物分布不均勻且生長(zhǎng)狀態(tài)較差。因而在進(jìn)行城市園林綠化工程施工時(shí)要對(duì)這種情況采取有針對(duì)性地局部改良措施。這種方法同樣可用于其它類(lèi)似的情況，針對(duì)不同土壤狀況選用相應(yīng)的方法可以提高城市園林綠化工程施工的質(zhì)量。

二、根據(jù)水鹽運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行土壤改良

水鹽運(yùn)動(dòng)在土壤中的規(guī)律是即有水就有鹽，鹽隨水動(dòng)。因此在進(jìn)行土壤改良時(shí)要著重注意遵循水鹽運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并利用這個(gè)規(guī)律在水鹽運(yùn)動(dòng)時(shí)采用多種手段提高排水效率，力求達(dá)到使鹽隨水而下以降低土壤的含鹽度。在進(jìn)行具體操作時(shí)主要從兩種方法入手：套種法以及活體植物覆蓋法。

套種法主要是指在進(jìn)行城市園林綠化工程時(shí)要先用收割好的雜草或稻草將要成為植被土壤的泥球完全覆蓋住，而后再將被這種泥球包裹住根莖的植物種植在要進(jìn)行園林綠化的土地空間上。比如在江蘇鹽城東臺(tái)一帶進(jìn)行園林綠化工程時(shí)可以種上紅暑和黃豆等作物，因?yàn)榉N植黃豆時(shí)的產(chǎn)生的根瘤菌能夠?qū)?shù)木的生長(zhǎng)產(chǎn)生重要作用，因而有助于進(jìn)行土壤改良。在其它節(jié)氣較晚的地區(qū)，如果趕不上種植黃豆的季節(jié)就改種花菜，這樣既可以提高土地的利用率又能增加經(jīng)濟(jì)效益。

活體植物覆蓋法是指在園林周邊的空地上保留野草之類(lèi)的植被，把這些植被收割后（不是根除）用于覆蓋園林周邊的空地。此外，為了保證地表被完全覆蓋而不，要在收割植被時(shí)保留一些可以起到保濕作用的小草,以降低土壤中水分的蒸發(fā)量和蒸發(fā)速度,進(jìn)而可以避免水分大量蒸發(fā)所導(dǎo)致的鹽分大量積留情況的發(fā)生。

三、開(kāi)展隔鹽層的鋪設(shè)工作

在部分存在重鹽堿土壤的地區(qū)開(kāi)展隔鹽層的鋪設(shè)工作可以有效地預(yù)防地表下的鹽分上升而對(duì)土壤質(zhì)量造成威脅。隔鹽層主要鋪設(shè)于園林的底層，其適用材料主要有鋸末、牲畜糞便、蘆葦、樹(shù)皮和石子。一般來(lái)說(shuō)，就近選擇材料可以達(dá)到節(jié)約成本的目的。比如濕重地區(qū)盛產(chǎn)蘆葦，而這種材料只要切碎就可以使用因而比較便利。

此外，為了避免城市綠化園林的根系被燒壞而產(chǎn)生不利影響，應(yīng)有意識(shí)地在根系與隔鹽層之間鋪設(shè)具有保護(hù)作用的土層。保護(hù)性土層一般應(yīng)選用原土，在重鹽堿地區(qū)則要換成客土。這樣的話(huà)，以有機(jī)物為原料的隔鹽層產(chǎn)生腐化分解之后所生成的有機(jī)酸可以形成一層能降低土壤的pH 值的酸膜，在這種酸膜起到增肥土壤的作用的同時(shí)，保護(hù)層中的優(yōu)質(zhì)土壤也可以起到促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用。

四、抬高栽培地面并進(jìn)行適當(dāng)淺栽

抬高城市綠化園林的栽培地面的同時(shí)也相應(yīng)地降低了地下水位的高度，也減緩了地下水位的上升速度，從而可以緩解地下水中所包含的鹽堿成分對(duì)土壤的破壞力度。而采取適當(dāng)淺栽的措施就是指栽植的深度紙幣園林樹(shù)木的原土深一兩厘米左右即可。這種方法是經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明的，因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái)各地都出現(xiàn)過(guò)許多樹(shù)木栽植較深而死亡的例子，所以許多專(zhuān)家都認(rèn)為采取淺栽的方式進(jìn)行大多數(shù)的樹(shù)種栽植工作會(huì)更有效。實(shí)踐證明，這種方法可以在保證林木的根系透氣性較好的同時(shí)，對(duì)水分過(guò)多導(dǎo)致的根部潰爛情況進(jìn)行有效地控制。

五、因地選樹(shù)

在對(duì)鹽堿地區(qū)進(jìn)行土地改良并植樹(shù)綠化時(shí)應(yīng)注意選擇耐鹽堿并適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的樹(shù)種，而不是盲目地引進(jìn)外地或者國(guó)外的園林綠化樹(shù)種?？梢缘脑?huà)最好種植當(dāng)?shù)氐牧帜緛?lái)進(jìn)行綠化，若地處高水位鹽堿區(qū)則還應(yīng)優(yōu)先選擇耐濕重的樹(shù)種。因地選樹(shù)時(shí)還要檢查水土質(zhì)量，獲取當(dāng)?shù)赝寥赖臈l件數(shù)據(jù)以科學(xué)地選擇樹(shù)種。其可靠依據(jù)是在種植前加大土壤普查的開(kāi)展力度并將其作為改土綠化方針的保證。

六、密植并適時(shí)移植

對(duì)鹽堿地進(jìn)行改良并開(kāi)展城市園林綠化時(shí)要采取適當(dāng)性密植的方法，這是因?yàn)槊苤材軌蛱岣邎@林的繁密性和蔥郁速度，從而能夠?qū)Φ耐恋剡M(jìn)行有效地蔭蔽，同時(shí)還能夠達(dá)到套種法和活體植物覆蓋法的初效。多年的實(shí)踐證明：蔥郁度高的園林植物能夠進(jìn)行深層的根系活動(dòng)，這有利于降低土壤的鹽堿度并提高土壤的穩(wěn)定系數(shù)。

由于不同的樹(shù)種具有不同的萌芽物候期，因而林木的種植的時(shí)間也存在較大的差異。有數(shù)據(jù)表明，三、四月最適合林木的種植。而自五 月中旬以后到秋季之前，由于氣溫日益上升而導(dǎo)致土壤中的水分蒸發(fā)力度逐漸增強(qiáng)，因而該時(shí)間段內(nèi)土壤中的返鹽現(xiàn)象最嚴(yán)重，所以不宜進(jìn)行園林樹(shù)木的種植和綠化工程的施工。而到了秋季以后則又適宜于鹽堿地上的林木種植，這是由于秋季后氣溫日益下降，從而降低了地下水的蒸騰作用和土壤的鹽堿度，此時(shí)進(jìn)行園林栽植后土壤大多很快就會(huì)封凍從而避免了土體返鹽現(xiàn)象的發(fā)生，且由于來(lái)年根系能夠較早開(kāi)始發(fā)育從而導(dǎo)致樹(shù)木成活率的提高。

七、控水管理及透氣栽培

科學(xué)地進(jìn)行控水管理是對(duì)鹽堿地進(jìn)行改良和植樹(shù)的關(guān)鍵。尤其是在進(jìn)行高水位鹽堿區(qū)的園林綠化工作時(shí)，更要時(shí)刻注意土壤的適宜濕度。土壤水分過(guò)多，會(huì)造成根系缺氧呼吸，嚴(yán)重的會(huì)使根系窒息而腐爛造成植株死亡。

結(jié)論：綜上所述，改良鹽堿地土壤并進(jìn)行園林綠化工作的關(guān)鍵是要在綠化前的開(kāi)展土壤普查以作為科學(xué)設(shè)計(jì)并安排工作的前提，此外，還要了解并運(yùn)用好水鹽運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以采取綜合改良措施并進(jìn)行園林樹(shù)種的選擇。此外還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的種植和管理措施，才能獲得良好效果。在城市園林綠化工程施工中，要吸取前人的經(jīng)驗(yàn)并與自已的實(shí)踐相結(jié)合，才能達(dá)到預(yù)期的改良效果。

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