11.2.2 硫酸盐渍土的主要工程性质
11.2.2.1 硫酸钠的物理性质
硫酸钠又称无水芒硝，多为无色透明，略带咸苦味，对温度变化反应敏感，易溶。在土层中单体形态多为柱状，晶簇多呈纤维状，富集于地表0.5m深度之内。
硫酸钠的溶解度随温度升高而增大（见图11-4）。从图中可以看出，硫酸钠的溶解度在温度为32.4℃时达到峰值。当低于32.4℃时，不论是溶于土中水的硫酸钠，还是以粉末状存在的硫酸钠，都将吸收10个水分子（10H2O）而变成芒硝晶体，体积增大，硬度下降；当温度高于32.4℃时，晶体硫酸钠又很快溶于水或恢复到原来的粉末状态，体积相对缩小。计算表明，结晶后的硫酸钠的体积为无水硫酸钠的3.1倍。
图11-4 硫酸钠的溶解度曲线
图11-5 膨胀与温度变化曲线
硫酸钠在温度变化时，时而吸水结晶体积膨胀，造成道面鼓胀；时而失水体积缩小，造成道面下沉。新疆某机场是修筑在硫酸钠盐渍土地基上的沥青道面，夏季雨后常发生道面鼓胀与下沉。
11.2.2.2 硫酸盐的膨胀性及影响因素
盐胀是硫酸盐渍土突出的工程地质问题。国内外大量研究表明，土中硫酸钠含量、温度、含水量及土的密度等，是影响硫酸盐渍土膨胀变形的主要因素。
1）温度
当土中含水量、含盐量等具备膨胀的条件下，温度是促使土体膨胀的决定因素。图11-5所示为硫酸盐渍土膨胀随温度变化的情况。从图中可以看出，膨胀量随温度的降低而增加，稳定于某一最大值。不同含盐量的试件，除起始膨胀温度稍有差异外，膨胀曲线的趋势完全一致。一般在正温15℃左右开始有膨胀反映，在-6℃冰点附近膨胀量达到最大值。温度再降低，膨胀量增大已不明显，并且这时还包括冻胀在内（膨胀曲线的拐点，是冻胀的反映）。
试件的膨胀现象是硫酸钠的相态发生变化的结果。图11-5最上面的曲线，在制样时温度较高，硫酸钠在土中呈液态，当温度下降到10℃时，晶体硫酸钠由零猛增到60%，0℃时达到80%以上，盐晶粒的大量出现必然占据土中孔隙，进而使土体膨胀。
2）含水量
水是硫酸钠结晶膨胀的必要条件。无水或过饱和的硫酸钠，在低温条件下吸水变成晶体硫酸钠，所需水分为其自身重量的1.27倍。
试验表明，硫酸盐渍土在最佳含水量下压实，吸水时可能发生最大膨胀量。这是因为在最佳含水量时容易达到最佳夯实密度，此时土的孔隙率较小，一旦发生盐胀，土体即随之发生变形，而小于或大于最佳含水量时，土体达不到最佳夯实密度，孔隙率相应较大，使盐胀变形受到抑制。
3）含盐量
室内试验和现场情况证实，土中硫酸钠含量是决定膨胀程度的主要因素。一般认为，硫酸盐渍土土基产生膨胀危害的含盐量在2%左右，达不到这个含量，膨胀作用较小。一旦超过这个标准，膨胀量迅速增加，对土基造成危害。《军用机场场道工程施工及验收规范》（GJB1112A-2004）规定道面土基（含宽出道肩周边5m）设计面以下800mm深度内，土中含盐量必须符合表11-5的规定。硫酸盐含量超过0.8%的土和有机质含量超过10%的土，不宜用石灰稳定；硫酸盐含量超过0.25%的土，不宜用水泥稳定。
表11-5 盐渍土地区道面土基容许含盐量
