溫度對重塑黃土水分遷移的影響規(guī)律研究.pdf

1、含水率對黃土物理力學性質具有顯著的影響，黃土對水的作用非常敏感，在溫度的影響下黃土中的水分會發(fā)生遷移，從而引起土體增濕-減濕循環(huán)變化及凍融循環(huán)變化等復雜的水土作用，削弱了土顆粒之間的粘結作用，破壞了土體自身結構的穩(wěn)定性，從而使土體強度降低，以至引發(fā)工程事故或地質災害，造成巨大的經濟損失。因此，開展溫度影響下的黃土水分遷移試驗，探究溫度作用下淺層黃土水分的遷移變化規(guī)律及查清溫度對地下水環(huán)境的影響，進而解釋地下水環(huán)境變化對土體工程性質的影響

2、，對于保障工程建設的順利進行和實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展等諸多方面都具有重要的意義。
　　本文以西安地鐵3號線吉祥村地鐵站基坑擾動黃土為研究對象，在對其基本的物理性質分析的基礎上，采用凍土體溫度水分變化試驗儀分別開展正溫條件下和凍結作用下的黃土水分遷移試驗，通過對溫度場及水分場試驗結果分析，揭示溫度對黃土水分遷移的影響規(guī)律。最后以凍結作用下黃土水分遷移為例，建立水熱耦合模型，并通過數(shù)值計算結果與試驗結果的對比驗證了模型在西安地區(qū)的適用性。

3、研究表明：正溫條件下和凍結作用下土樣軸線各點溫度隨深度的變化表現(xiàn)為三個階段，即溫度快速變化階段、溫度緩慢變化階段和溫度穩(wěn)定階段；正溫條件下和凍結作用下試驗過程中土樣軸線各點溫度隨深度呈近線性分布，隨著時間的推移斜率絕對值逐漸減小，直到穩(wěn)定階段分布曲線重合；正溫條件下初始含水率越小溫度變化越快；干密度對溫度場分布的影響有一定的局限性，當土樣干密度足夠大時，它對溫度場分布的影響比較顯著；土樣兩端施加的溫度梯度越大溫度變化越快；施加相同溫度梯

4、度不同溫度水平的土樣，冷端溫度越低溫度變化越快；正溫條件下溫度梯度越大、干密度越小的土樣水分遷移越顯著；初始含水率對土體含水率的分布的影響有一定的局限性，初始含水率在一定范圍內的土樣水分遷移效果顯著；對于施加相同溫度梯度不同溫度水平的土樣，冷板溫度越低水分遷移越顯著；凍結作用下初始含水率越大的土樣溫度變化越快；干密度越大的土樣溫度變化越快；兩端施加溫度梯度越大的土樣溫度變化越快；兩端施加相同溫度梯度不同溫度水平的土樣，冷板溫度越低溫度變

5、化越快；凍結作用下兩端施加溫度梯度越大的土樣穩(wěn)態(tài)凍結鋒面離頂端越遠，前期含水率增量越小，后期含水率增量越大，穩(wěn)態(tài)凍結鋒面附近的含水率最大值越大、最小值越小，水分遷移總量也越大；干密度越大的土樣穩(wěn)態(tài)凍結鋒面離頂端越近，遷移含水率增量越小，后期含水率增量越大，穩(wěn)態(tài)凍結鋒面附近的含水率最大值越大、最小值越?。怀跏己试酱蟮耐翗铀诌w移量越大，不同初始含水率的土樣穩(wěn)態(tài)凍結鋒面位置基本相同；兩端施加相同溫度梯度不同溫度水平的土樣，冷板溫度越低穩(wěn)