硫酸鹽漬土地區(qū)路基水、熱、鹽、力耦合效應(yīng)的室內(nèi)和現(xiàn)場試槽試驗及數(shù)值模擬研究.pdf

1、不同類型的鹽漬土，在不同的環(huán)境和條件下(溫度、水分、鹽分等)對工程建筑物都具有不同程度的破壞作用。硫酸鹽漬土是鹽漬土中對工程建筑危害最典型的鹽漬土，溫度、水分和鹽分的變化將使修筑在硫酸鹽漬土地區(qū)的路基產(chǎn)生鹽脹和凍脹，導(dǎo)致路基不均勻隆起、松脹、開裂，從而降低了路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 本文以硫酸鈉鹽漬土作為理論分析和試驗研究的主要對象。參考以往對凍土研究取得的熱、水、力三場耦合理論成果，首先推導(dǎo)出水分遷移條件下的溫度場、變溫條件下的水

2、分場二維控制微分方程，然后運(yùn)用土壤物理學(xué)和傳熱學(xué)的基本理論，考慮水分場和鹽分場的耦合作用，利用土壤水鹽運(yùn)移基本規(guī)律，推出水分場和鹽分場耦合問題的二維控制微分方程。再運(yùn)用溶液結(jié)晶學(xué)和凍土力學(xué)的基本理論，在已有凍脹變形研究成果的基礎(chǔ)上，考慮鹽脹變形的影響，推出含水量、含鹽量和鹽漬土體積應(yīng)變的關(guān)系式。文章還假定鹽漬土體為各向同性的彈性體，結(jié)合變形場與應(yīng)力場的控制方程，提出了考慮鹽漬土路基鹽脹和凍脹兩種情形下的二維熱、水、鹽、力四場耦合方程。

3、 本文模擬硫酸鹽漬土地區(qū)路基野外實際情況，進(jìn)行了硫酸鹽漬土室內(nèi)大型模型試驗研究，對路基中溫度場、水分場、鹽分場以及路表變形進(jìn)行動態(tài)觀測，得出了水分場、鹽分場、溫度場、應(yīng)力場相互作用規(guī)律。 文章還用等格距隱式有限差分格式對耦合方程進(jìn)行了離散，采用Jacobi迭代法，并借助于Matlab編程對定解條件下的水分、溫度、鹽分、進(jìn)行了數(shù)值求解，同時在有限差分時段內(nèi)采用有限元法對鹽漬土路基的應(yīng)力變形場進(jìn)行了求解，并與現(xiàn)場試驗路的測試結(jié)