盐分对夯土材料的劣化机理与性能的影响试验研究

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福建土楼地处我国东南沿海地区,这些历史悠久的夯土结构经过长期的环境变化下,导致土体发育各种病害,其主要原因在于夯土墙土体材料发生种种劣化,造成结构对外界的破坏能力下降。富足的降雨加上阳光照射,如此的干湿作用,加剧了土的盐渍化,盐渍劣化是土遗址中典型的工程地质问题之一。因此,加强盐分对土楼夯土材料的影响研究,为预防土楼结构发生更大的变形破坏具有科学的指导依据。本文在对福建永定县多个土楼群体进行实地调研后,观察其夯土墙体的破坏形式,并采集已拆除的土楼夯土墙体土块回来,按照原墙体的上中下位置进行分类,进行盐分测试,在此基础上对脱盐土选择合理的盐分含量、类别制备试块开展含盐遗址土劣化试验,为土楼保护研究提供一定的参考价值,同时也为相似土遗址文物保护工作提供具有针对性的、有效的理论依据。通过化学实验,将原土楼土块的可溶性盐分的离子含量测出,再通过由此而确定的盐分类型和含量,来判断土体的盐渍化情况,将此作为盐碱土分类和运用改良的依据,制备出与原土块盐分含量相似的含NaCl、Na2SO4、CaCl2及复合盐(Na2SO4+CaCl2)的土块试样,并将其含量按梯度递增。在干湿循环后进行抗压强度试验及抗剪强度试验,较为直观地认识不同盐分类别、盐分含量对土楼夯土材料的盐渍劣化程度。通过土工试验测得夯土材料试块物理性能的数项指标,能有助于分析夯土试块的特性。盐分试验结果表明,土楼原土块的可溶性盐分含量分布在0-2%之间,墙体底部及门窗含盐量相对于墙体顶部有明显增加,所测出Ca2+、Na+、Cl-及SO42-为主要离子含量。强度试验结果表明,在土体盐渍劣化后,随着含盐量的增多,试样的粘聚力及抗压强度逐渐减小、内摩擦角则呈现出现增长后减小的变化规律;在相同盐分含量的夯土试块中,含有Na2SO4盐分的试块比NaCl盐分的试块劣化程度更为严重,所表现出的力学性能也有所降低;含有Na2SO4盐分的试块所得到的粘聚力相比于含有CaCl2盐分较大,而内摩擦角的情况则是相反的;掺入复合盐分(Na2SO4+CaCl2)的土块试样,抗压强度先是强于两种单盐,随着盐分含量的增加,强度骤降低于两种单盐,粘聚力也随之下降,并且表面伴随着晶体地析出。利用回归分析方法,分析盐渍劣化后的土体强度参数与盐分含量和种类之间的相关性,得出具有一定价值的模型。
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