水文地质学—毛细现象与包气带水的运动.pptVIP

第五章 毛细现象与包气带水的运动 五、不同含盐量下毛细水升高与时间关系 第五章 毛细现象与包气带水的运动 5.4 毛细水上升高度与土的物理特性的关系 1）粗粒土 ①对粗粒土，毛细上升高度随颗粒变细（可用平均粒径衡量）而增加； 2）细粒土 ③对同种土料，毛细上升高度随压实度增大而增大。 ②对同类土料，毛细上升随含泥量增多而变大； 液限：黏质土流动状态与可塑状态间的界限含水率 塑限：黏质土可塑状态与半固体状态间的界限含水率 流动状态 可塑状态 半固体状态 第五章 毛细现象与包气带水的运动 对低液限粉土，仍遵循粗粒土规律。比如粉土中毛细水上升高度比粉砂大。 对高液限黏土，随着压实度的增加，毛细水的上升速度明显降低。 原因： 压实度的增加，使得毛细孔隙变小。 高液限黏土中细粒含量高，塑性指数大，土粒的结合水可形成较厚的结合水膜，结合水膜中重合比较多，使得原本变小的部分孔隙被结合水阻断，形成使水分不能流动的死端孔隙，没有阻断的空袭也变得更加细小，水分迁移迂回度增加，毛细上升阻力变得更大，上升速度变得更慢，高度更小。 第五章 毛细现象与包气带水的运动 5.5 毛细现象与灾害 5.5.1 土的毛细现象对工程有影响 4）毛细水的上升是引起路基冻害的因素之一。 2）对于房屋建筑，毛细水的上升会引起地下室过分潮湿； 1）毛细水的上升可能引起土的沼泽化和盐渍化，对路基与农业经济都有很大影响； 3）当地下水有浸蚀性时，毛细水上升对建筑物和构筑物的基础中的混凝土、钢筋等形成浸蚀作用； 第五章 毛细现象与包气带水的运动 5.5.1 盐渍土与路基 1）盐滞土的危害 对作物：由于土壤盐分过高，使土壤溶液浓度增加，导致渗透压不断提高，植物从土壤中吸收水分的能力减小，表面缺水，植物不能吸收土壤中的水分而死亡。 即使是能生存下来的，也由于土壤板结影响了氧气进入根部，不能有效地进行呼吸作用，从而变得稀疏、枯萎。 （渗透压即当两种水溶液的浓度不同时，会在它们之间产生一种压力差，使浓度较小溶液中的水向浓度较大的溶液渗入） 第五章 毛细现象与包气带水的运动 5.5.1 盐渍土与路基 1）盐滞土的危害 对路基： 具有溶陷性、膨胀性和腐蚀性，地基承载力变化大。 干燥时：盐分呈结晶状态，地基承载力较高； 浸水后：晶体溶解变为液体，承载力降低，压缩性增大； 土中含硫酸盐类结晶，体积膨胀，溶解后体积缩小，易使地基土的结构破坏，强度降低并形成松胀盐土； 由于盐类遇水溶解，使地基容易产生溶蚀现象，降低地基的稳定性。 第五章 毛细现象与包气带水的运动 2）克服盐渍土地区公路的病害 ①分析路基设计条件 了解盐渍土地区不同类型的盐渍土分布范围，含盐特征及地下水、地面水等情况； 盐渍土地区的公路应保证排水畅通，不致因积水使土中的盐分发生不利的变化； 在盐渍土地段修筑公路，宜以填土路基通过，便于设置封闭性的隔断层后，回填非盐渍土。 ②预防盐渍土的病害 预防盐渍土的病害应该围绕解决毛细水携盐上聚问题，其措施： A） B） C） 第五章 毛细现象与包气带水的运动 A）降低地下水位，迅速疏干土中的水，做砂砾隔断层，最大限度提高路基，加厚砂砾垫层，排挡地表水侵入路基等等，视情况采用单独和综合处理措施来减小道路病害。 从理论分析，这些方法都不能从根本上切断水的毛细管道：切断上下土层的联接，要做到这一点只有采取封闭性的隔断层，用来隔断毛细水携盐上升。 第五章 毛细现象与包气带水的运动 a）从环保的角度来讲，目前社会上有大量废弃塑料编织袋 b）从经济上分析，塑料编织袋是废弃的东西 c）从原材料分析，塑料编织袋的主要化学成分是聚丙烯，其具有极强的抗腐蚀能力，一条二级公路的使用年限是二十年，而聚丙烯的编织物埋在土里上百年也不会被腐蚀掉，所以它足已伴随着一条公路完成它的使命。 d）其它方面，聚丙烯编织袋具有极强的延展性，当其材料铺在路基下受到盐胀顶推时，它可以随意变形而不被顶烂，经纬强度高,从而可以达到阻止毛细水携盐上升的目的。 B）为了阻止毛细水上升携盐积聚，设置封闭型隔断层：随着高科技材料出现，选用一种抗老化，防腐蚀，高强度,柔性好的薄膜；建议利用废弃的尿素袋，它的优势在于： 第五章 毛细现象与包气带水的运动 下层土的盐胀力远远小于上层土的压力，隔断膜受土的压力，尽管下层土被胀力压缩凹凸不平，防渗膜有相当的韧性，抗拉强度大，这样就可以达到隔水、隔气、隔土粒间的联接，即使下部土盐胀也不会影响路面结构。采取封闭性隔断措施，解决了盐分上聚和上层非盐渍土的次