基于土水勢理論的壓實黃土水分遷移規(guī)律研究.pdf

1、我國黃土分布的面積廣、厚度大，在黃土分布地區(qū)大都四季分明，降水集中，四季和晝夜的溫差都較大，降水和溫度的變化會使黃土中產(chǎn)生明顯的水分遷移運動。水分遷移會導致土體中含水量發(fā)生改變，進而影響土體的抗剪強度，最終誘發(fā)一系列病害，嚴重威脅人們的生產(chǎn)和生活，所以對非飽和黃土，尤其是工程中用到的壓實黃土水分遷移規(guī)律的研究具有重要意義。
　　首先開展室內(nèi)試驗探明試驗用土的基本性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)試樣的抗剪強度和粘聚力隨著含水量的增大而減小，隨著干密度的增

2、大而增大，干密度的增大會使抗剪強度對含水量的變化更為敏感，且含水量和干密度的變化對于粘聚力的影響要比內(nèi)摩擦角明顯。其次，提出了“雙面振動標準拼接”這一新的制樣方法，該方法能得到干密度更準確、更均勻的試樣。然后，采用自制器材開展室內(nèi)試驗，研究重力勢、溫度勢、基質(zhì)勢分別影響下壓實黃土內(nèi)部的含水量分布規(guī)律，并借助土壤水分測量儀對水分遷移過程進行實時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)在重力作用下含水量隨距頂端距離增加呈現(xiàn)出“S”型遞增的變化趨勢，且干密度越小，重力勢取

3、0時的最大含水量越大；在溫度作用下水分從熱端向冷端遷移，含水量呈現(xiàn)出“正切”型遞增的趨勢，距離冷端越遠，土樣溫度越高，則含水量越低，溫度和含水量之間可采用線性擬合；采用壓力板儀測得土水特征曲線，對土水特征曲線進行雙曲線擬合可得到基質(zhì)勢與含水量的函數(shù)關(guān)系。最后，基于Harlan模型將水分運動和熱傳遞的偏微分方程聯(lián)立起來建立水熱耦合的水分遷移方程，將擬合函數(shù)以及其他參數(shù)的經(jīng)驗公式帶入水分遷移模型便可使得模型中只包含干密度和體積含水量這兩個變