冻土中气态水迁移及其对土体含水率的影响分析

摘要：

现有文献几乎尚未系统分析冻结条件下气态水对不同土性含水率的影响.基于热力学平衡理论及水热耦合理论,提出了未冻水含量和冰体积分数的计算方法,建立起新的耦合模型.该模型中最大未冻水含量和冰体积分数仅与水力参数和温度有关,具有明确的物理意义,与砂壤土的冻结试验结果对比也验证了新模型.模型分析结果表明:冻结条件下的气态水迁移主要受温度势而非基质势的作用,粉土和砂土中的气态水迁移是不能忽略的,而黏土中几乎没有气态水迁移;初始体积含水率、冻结温度、冻结时间及地下水位高度等都会对气态水的迁移有影响.总的来说,气态水对于粉土等冻胀敏感性土,即使较小的水分增加仍然能够产生显著冻胀,因此实际工程必须重视气态水的作用.本文分析加深了对"锅盖效应"的理解,也验证了"锅盖效应"通常发生在覆盖层下的粉土区域,而非砂土或黏土.

关键词：气态水、含水率、基质势、温度、锅盖效应

所属期刊栏目：40

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划"973"计划项目2014CB047001;国家自然科学基金项目51508578

在线出版日期：2018-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1190-1197