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在我国西北季节性冻土区分布着大量的盐渍土，受环境温度周期性变化的影响，土体内水盐发生迁移相变，进而引发严重的盐胀冻胀病害，给该地区工程建设、农业生产和生态环境带来不利影响。盐渍土的盐胀冻胀变形是极其复杂的物理化学过程，受土质条件、盐分种类及含量、气候变化和人类活动等诸多因素的影响，而其中硫酸盐渍土的变形最为严重。
青藏高原是“一带一路”沿线的重要地区，分布着大量硫酸盐渍土，且气候变化剧烈，昼夜温差大，年蒸发量大于降雨量，受毛细引力和土水势的驱动，地下水携带硫酸盐不断的向浅部土层迁移结晶，给已有公路、铁路路基造成极大的危害，严重影响社会经济发展。随着“一带一路”倡议的进一步实施，更多的基础设施将会面临盐胀冻胀问题。因此，如何防治青藏高原地区盐胀冻胀病害，服务于“一带一路”沿线工程经济建设，成为亟需解决的问题。首先，硫酸盐渍土的变形与多种因素有关，而盐分则会改变土体的热学性质，如导热系数，影响盐渍土冻结深度和最终冻胀量。现存导热系数模型将盐渍土孔隙溶液当做纯水研究，忽略了盐分对土体导热系数的影响，这与实际情况不符；其次，已有研究大都针对于水盐结晶压力下盐渍土的膨胀变形，忽略了结晶吸力和冷缩效应，无法描述硫酸盐渍土降温过程中的冻缩现象。然后，一般物理化学防治措施虽然一定程度上起到抑制盐胀冻胀病害的作用，但却受到环境及土体渗透性的影响，处理深度及范围有限，且并不适用于已有路基，因而需要一种更加高效的原位防治技术。
基于以上分析，本文选取青藏高原硫酸钠盐渍土为试验对象，研究盐渍土导热特性、水盐迁移规律、冻结温度和结晶过程等，揭示了盐渍土冻缩、膨胀变形机理，并提出了电化学防治盐胀冻胀技术，主要研究内容和结论如下：
(1)结合热力学相关理论，明确了盐分对导热系数的影响机理，并建立了正负温下青藏高原硫酸钠盐渍土导热系数预测模型。研究了不同温度及冻融循环次数下土体导热系数的变化规律，并依据灰色关联度理论分析了冻融循环次数、盐分含量、环境温度三者对导热系数的影响程度。
(2)进行不同硫酸钠含量、不同温度梯度及溶液补给条件下室内单向冻结试验，研究了冻结稳定后各土样温度分布、冻结深度、冻胀量、水盐分布、干密度和冻土构造的差异，阐明了水-热-盐耦合作用下硫酸钠盐渍土变形规律，并进一步论述了盐分改变土体热学性质并最终影响冻深及冻胀量的机理。
(3)结合盐溶液及土体孔隙结构的影响，建立了青藏高原硫酸盐渍土冻结温度计算公式。运用阿伦尼乌斯公式及分子成核理论描述水盐结晶相变的动态过程，并计算得到了水盐结晶量和结晶压力的变化。综合考虑冻结过程中孔隙水压力、结晶压力、结晶吸力和温度效应对盐渍土变形的影响，得出了盐渍土变形计算公式，描述盐渍土冻缩及膨胀变形。
(4)建立了电渗理论排水模型，并结合室内电渗试验加以验证。分析了硫酸钠盐渍土电渗排水及土体内钠离子和硫酸根离子含量的变化。根据试验结果提出了电渗联合氯化钙溶液的方法处理盐渍土，并从排水量、力学强度、微观结构等方面加以阐述，表明了其中的防治机理，确定了最佳氯化钙溶液浓度。
青藏高原是“一带一路”沿线的重要地区，分布着大量硫酸盐渍土，且气候变化剧烈，昼夜温差大，年蒸发量大于降雨量，受毛细引力和土水势的驱动，地下水携带硫酸盐不断的向浅部土层迁移结晶，给已有公路、铁路路基造成极大的危害，严重影响社会经济发展。随着“一带一路”倡议的进一步实施，更多的基础设施将会面临盐胀冻胀问题。因此，如何防治青藏高原地区盐胀冻胀病害，服务于“一带一路”沿线工程经济建设，成为亟需解决的问题。首先，硫酸盐渍土的变形与多种因素有关，而盐分则会改变土体的热学性质，如导热系数，影响盐渍土冻结深度和最终冻胀量。现存导热系数模型将盐渍土孔隙溶液当做纯水研究，忽略了盐分对土体导热系数的影响，这与实际情况不符；其次，已有研究大都针对于水盐结晶压力下盐渍土的膨胀变形，忽略了结晶吸力和冷缩效应，无法描述硫酸盐渍土降温过程中的冻缩现象。然后，一般物理化学防治措施虽然一定程度上起到抑制盐胀冻胀病害的作用，但却受到环境及土体渗透性的影响，处理深度及范围有限，且并不适用于已有路基，因而需要一种更加高效的原位防治技术。
基于以上分析，本文选取青藏高原硫酸钠盐渍土为试验对象，研究盐渍土导热特性、水盐迁移规律、冻结温度和结晶过程等，揭示了盐渍土冻缩、膨胀变形机理，并提出了电化学防治盐胀冻胀技术，主要研究内容和结论如下：
(1)结合热力学相关理论，明确了盐分对导热系数的影响机理，并建立了正负温下青藏高原硫酸钠盐渍土导热系数预测模型。研究了不同温度及冻融循环次数下土体导热系数的变化规律，并依据灰色关联度理论分析了冻融循环次数、盐分含量、环境温度三者对导热系数的影响程度。
(2)进行不同硫酸钠含量、不同温度梯度及溶液补给条件下室内单向冻结试验，研究了冻结稳定后各土样温度分布、冻结深度、冻胀量、水盐分布、干密度和冻土构造的差异，阐明了水-热-盐耦合作用下硫酸钠盐渍土变形规律，并进一步论述了盐分改变土体热学性质并最终影响冻深及冻胀量的机理。
(3)结合盐溶液及土体孔隙结构的影响，建立了青藏高原硫酸盐渍土冻结温度计算公式。运用阿伦尼乌斯公式及分子成核理论描述水盐结晶相变的动态过程，并计算得到了水盐结晶量和结晶压力的变化。综合考虑冻结过程中孔隙水压力、结晶压力、结晶吸力和温度效应对盐渍土变形的影响，得出了盐渍土变形计算公式，描述盐渍土冻缩及膨胀变形。
(4)建立了电渗理论排水模型，并结合室内电渗试验加以验证。分析了硫酸钠盐渍土电渗排水及土体内钠离子和硫酸根离子含量的变化。根据试验结果提出了电渗联合氯化钙溶液的方法处理盐渍土，并从排水量、力学强度、微观结构等方面加以阐述，表明了其中的防治机理，确定了最佳氯化钙溶液浓度。