冻土毛细-薄膜水迁移统一模型及其试验验证

摘要：

针对毛细水迁移机制难以解释冻结缘及不连续分凝冰的形成,薄膜水迁移机制难以解释孔、裂隙间水迁移造成的不均匀冻胀,在毛细理论和冻结缘理论的基础上,通过对冻结缘区增加一组不同孔径的毛细管,对所有毛细管壁增加一层未冻水膜,构建出冻土的毛细-薄膜水分迁移统一模型.该模型从液压驱动角度分析了冻结大孔和未冻小孔中的液压、冰压以及驱动力分布,统一了冰透镜体暖端的液压驱动力与表面吸附力,并结合分凝冰形成机制,推导出分凝-冻结温度的控制方程.再根据表面吸附力、冻结缘渗透系数随分凝-冻结温度的变化律,在达西定律的基础上,给出了水分迁移速度的显式方程.最后,将Konrad冻胀试验中的主要参数代入该显式方程,发现理论计算值与试验值高度一致,验证了该模型的正确性.

关键词：毛细-薄膜水、统一模型、液压驱动力、水分迁移速度

所属期刊栏目：55

分类号：TU445(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：92-101