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风沙土盐水胶结实验性研究

作者2019-03-29 14:25未知
沙漠化在世界范围内造成了严峻的环境恶化和经济贫困,现已被列入威胁人类生存的十大发展与环境问题之一。风沙灾害更是世界普遍关注的生态环境问题,造成并加剧土地沙漠化,影响人民生产生活。风沙灾害影响范围广、灾害损失大,其防治研究一直是广大学者的研究热点。风沙灾害主要表现为吹蚀土壤,即地表物质受风力侵蚀、搬运和堆积。风沙灾害形成的基本条件之一是地表具有大量容易被风吹起的细小疏松沙土物质。治理风沙的途径之一是固化地表,减少地表松散物质。但是,目前对于流沙固定的方案还不全面,最为常见、传统的固结方法为植入拢沙栅格。所以,探索出一条固结流沙的新方案迫在眉睫。针对风沙土和流沙治理等关键问题,受罗布泊地区自然盐结皮固结流沙现象的启发,本文进行了盐结皮固沙实验:使用不同质量分数比(浓度梯度)的硫酸钠(Na_2SO_4),氯化钾(KCl),氯化钙(CaCl_2),碳酸钠(Na_2CO_3),碳酸氢钠(NaHCO_3),氯化钠(NaCl)分别胶结风沙土,通过定量实验分析,探究胶结风沙土达到最佳抗风蚀能力的最佳方案。在此实验基础上,在塔克拉玛干沙漠地带进行野外固沙试验并取得理想效果。本研究对新疆古尔班通古特沙漠沙漠东南边缘的风沙土进行盐水胶结实验,探究胶结后结皮的抗压强度、韧性、侧面特征和表观特征,结合野外固沙试验得出以下主要结论:(1)实验所用6种无机盐与风沙土均会结皮,但是结皮状态特征差异很大,综合分析6种实验用无机盐与风沙土结皮后结皮类型可分为两种:表面结皮和内部结皮。表面结皮是结晶盐在样品表层与风沙土胶结形成的盐结皮类型,内部结皮是结晶盐与样品风沙土整体胶结形成的盐结皮类型。(2)在实验所用的6种无机盐当中,硫酸钠(Na_2SO_4),氯化钾(KCl),氯化钙(CaCl_2)胶结风沙土结皮类型为内部结皮;碳酸钠(Na_2CO_3),碳酸氢钠(NaHCO_3),氯化钠(NaCl)胶结风沙土结皮类型为表面结皮。3种内部结晶的无机盐(Na_2SO_4,KCl,CaCl_2)胶结风沙土结皮特征存在较大的差异,3种表面结晶的无机盐(Na_2CO_3,NaHCO_3,NaCl)胶结风沙土结皮特性也存在较大的差异。(3)实验所用的6种无机盐中,同浓度条件下,与风沙土结皮抗压强度最大的为CaCl_2,最小的是Na_2CO_3;但是CaCl_2风沙土形成的结皮容易吸水潮解,潮解后的结皮抗压强度迅速降低,综合来看,Na_2SO_4,KCl,NaCl更适用于风沙土的胶结。(4)在塔克拉玛干沙漠东北部的若羌县36团进行野外流动沙丘结皮固结试验,选用无机盐为KCl和NaCl,两种盐均对风沙土具有良好的固结效果,具有一定的抗压和抗风蚀能力。

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