深厚沖積層人工凍土水熱遷移試驗研究.pdf

1、結(jié)合人工地層凍結(jié)技術(shù)在礦井建設(shè)中的杰出應(yīng)用，兩淮地區(qū)新建礦井穿越表土層的厚度不斷增加。本文通過凍土的理論分析、人工凍土水熱遷移的試驗探究以及結(jié)合工程實例的雙圈管凍結(jié)模型的數(shù)值模擬三種方式，對深厚地層土壤水熱遷移規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的研究。結(jié)果對于掌握深厚地層土體的水熱遷移規(guī)律以及深部礦井建設(shè)具有一定指導(dǎo)的意義。
　　通過自行研制的一套能夠進(jìn)行大體積土樣試驗的凍脹試驗裝置，針對深厚沖積層黏土的含水率和冷端溫度兩個因素進(jìn)行了補水條件下的單向凍

2、結(jié)試驗，通過試驗得到了土壤凍結(jié)過程中不同高度處各土層溫度場、水分場以及位移場的發(fā)展變化規(guī)律。對于深厚沖積層含水率相同的土體，凍結(jié)溫度越低，溫度場達(dá)到穩(wěn)定的時間越快;凍結(jié)溫度相同時，土體的含水率越大，溫度場穩(wěn)定所需要的時間越長;在同一凍結(jié)溫度下，含水率越大的土體凍結(jié)鋒面移動越慢;土體含水率相同時，凍結(jié)溫度越低，凍結(jié)鋒面移動速率越快;在對土體單向凍結(jié)過程中，靠近冷源的土體，基本發(fā)生的是原位凍結(jié)，水分遷移量很小，隨著凍結(jié)鋒面的向上推進(jìn)，水分不

3、斷地向凍結(jié)鋒面處遷移，凍結(jié)完成后，土體中仍有未凍水的存在;測試土體凍后含水率，可以發(fā)現(xiàn)，在相同凍結(jié)溫度下，初始含水率大的，水分遷移量大，初始含水率相同時，凍結(jié)溫度越高，水分遷移量越大，含水率最大值位置都在凍結(jié)鋒面附近;在一定含水率范圍內(nèi)，凍結(jié)溫度相同時，凍脹率隨著土體含水率的增加，呈線性分布，含水率越大凍脹率越大;在一定凍結(jié)溫度范圍內(nèi)，土體初始含水率相同時，土體凍脹率隨著冷端溫度的升高，呈線性分布，冷端溫度越高凍脹率越小。
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