原创《冻融循环作用下不同含盐土体微细结构变化初步》：本论文可用于土体论文范文参考下载，土体相关论文写作参考研究。
内容摘 要：受环境影响,西北干旱区土遗址存在较为严重的盐害,在干湿和冻融循环作用下,盐分在土体中反复迁移,导致土体孔隙发生变化.本文以脱盐后的敦煌本地土为材料,加入不同含量的氯化钠、硫酸钠及两者不同比例的复合盐,制成5×5×5cm试块后,进行冻融循环,并用显微镜观察每个循环后土体孔隙的变化.前期室内风化实验表明,以最优含水率制成的试块在室内风化条件下,Na2SO4的盐胀作用远远大于NaCl.同时根据风化实验结果重新设计了不同含量的试块进行冻融循环试验.结果表明,随着冻融循环次数的增加,土颗粒间的孔隙变少,盐分逐渐充满孔隙,并且随着含盐量的增加而愈发明显,与NaCl相比,Na2SO4对水分的敏感性非常强,遇水很快结晶析出,对试块迅速产生破坏,二者不同比例的复合盐的表现行为可以认为是两种单盐共同作用的结果.利用显微镜从土的微细结构进行研究,从而掌握盐分对土遗址破坏机理,可以为土遗址盐害的防治提供依据.
关键词：冻融循环；盐分；土遗址；微细结构
中图分类号：K854.3 文献标识码：A 文章编号：1000-4106（2013）01-0098-10
1 引言
土遗址是以土为主要建筑材料,具有历史、文化和科学价值的古遗址[1].土遗址是我国重要的物质文化遗产,有效保护和合理利用该遗产,对于促进当地文化传播与社会经济和谐发展以及带动地区文化遗产保护事业具有积极的作用[2].
土遗址的研究主要有以下几个方面：土遗址的病害及破坏机理研究[3]、土遗址病害类型及成因研究[4].在文物表层,盐分对土遗址的风化起着至关重要的作用[5-9].郭青林等在敦煌莫高窟底层洞窟岩体内水汽与盐分研究中得出岩体内的温湿度和盐分有很好的关联性的结论[10].杨善龙等在初步研究敦煌莫高窟崖体中水、盐分布现状后认为,导致敦煌莫高窟壁画发生酥碱病变的可溶盐类为NaCl和Na2SO4[11].沈云霞等对交河故城的土进行脱盐处理后,加入0%-2%的Na2SO4、0%-1%的NaCl,进行室内模拟实验,干湿循环后,通过对遗址土剪切强度、纵波、土体黏聚力、内摩擦角等随不同含盐量变化所反映出的特征,研究了干湿循环下含盐量变化对遗址土剪切强度的影响[12].匡静等通过对脱盐遗址土掺入不同含量NaCl后制成重塑样,模拟自然干湿循环条件养护,做了声波测试和风洞试验,就遗址土盐渍劣化和风蚀损耗效应做了初步分析,结果认为,含氯盐遗址土试样盐渍劣化和风蚀损耗过程中,含盐量是内在因素,干湿循环起着外助力作用[13].严耿升等对新疆交河故城原状土和重塑土试样进行了冻融循环试验,通过风洞试验和强度试验,得出随冻融循环次数增大,原状试样的微结构出现损伤,强度减小,风蚀量增大,即耐久性持续变差的结论.相反,冻融循环初期,重塑样的强度有所增大,风蚀量减小,耐久性得到了提高；随着冻融循环的增加,重塑样的强度开始下降[14].裴强强等对PS加固不同含水率遗址土体特性进行了研究,认为PS对于旱区土遗址防风化处理具有良好的加固效果,遗址土体含水条件对PS渗透加固有显著影响.PS加固土遗址有一定的含水适应范围,3%-9%含水率范围为最优加固条件,且在3%-9%含水率范围内加固效果适应性呈略偏向于3%含水率条件的抛物线形式[15].刘炜等研究汉长安城遗址土后认为,土样颗粒粒径经冻融循环后减小[16].本文以洗盐后的敦煌本地土为材料,加入不同含量的氯化钠、硫酸钠及两者不同比例的复合盐,用11%的纯净水拌制,制成5×5×5cm试块,风干后加10%纯净水,然后进行冻融循环,利用显微镜拍照,研究含盐土试块在冻融循环作用下微细结构的变化,为土遗址保护提供一定的参考依据.
2 试验方法
2.1 试验仪器
（1）土遗址保护土样制备仪
土遗址保护土样制备仪是敦煌研究院联合河南知信工程机械制造有限公司研制开发的一种产品,利用液压传动来控制上下模的运动制样成形,理论最大压力为6.2MPa.该机采用独特的专利技术,实现均匀双面加压,使成型样块致密度均匀,成型效果更好.
（2）冰箱
实验所用冰箱为SANYO所产的MDF-U442（N）型低温箱,该设备培养室的有效利用体积为50×60×110cm,共5层,可容纳280个5×5×5cm试块.
（3）显微镜
试验所用数码显微镜为KEYENCE生产,型号为VHX-600E,主要由前面板、侧面板、后面板、遥控器组成.
2.2 前期盐分风化实验
分别对含量为1%、3%、5%NaCl、Na2SO4、NaCl和Na2SO4的复合盐FA、FB、FC（C∶S比例分别为1∶1,1∶2,2∶1,其中C代表NaCl,S代表Na2SO4）的土按照最优含水率拌制,进行室内风化研究,研究表明Na2SO4单盐和Na2SO4含量较高的复合盐FB（C∶S等于1∶2）对试块破坏都较NaCl和另外两种复合盐FA、FC严重.试块产生盐害是制样时所加的水分蒸发带动盐分迁移表现的结果.
由图1可以看出,随着时间的推移,含氯化钠的试块表面微微泛白,为了制样成形所加水分的散失对试块的盐分迁移影响不是很明显.
由图2可以看出,与氯化钠形成鲜明对比,随着时间的推移,含硫酸钠的试块表面很快有盐分析出,并且随着含盐量的增加,试块盐胀作用愈发明显,可见硫酸钠对水分的敏感性非常强,遇水很快结晶析出,对试块迅速产生破坏.这与NaCl和Na2SO4的性质密切相关,前者主要是通过在土孔隙中溶解和结晶富集影响土的性质；后者（也叫无水芒硝）在潮湿环境下易水化为Na2SO4·10H2O（芒硝）,芒硝在高温条件下又可脱水转变成无水芒硝,这两个过程分别伴随着盐体积的增大和缩小,进而影响土的性质[2].
由图3可以看出,氯化钠和硫酸钠配比为1∶1时,盐分的析出随着时间的推移表现也比较明显,通过氯化钠和硫酸钠单盐的表现行为来看,硫酸钠析出占主导地位.
土体论文参考资料：
结论：冻融循环作用下不同含盐土体微细结构变化初步为关于本文可作为相关专业土体论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文土体论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
