土體水分遷移試驗(yàn)及數(shù)值模擬.pdf

1、土體中的水分及水分遷移會(huì)引發(fā)許多工程問題，水分的改變會(huì)影響土體的強(qiáng)度及變形；孔隙水壓力會(huì)改變土體中的有效應(yīng)力；滲流產(chǎn)生的滲透力會(huì)影響土坡的穩(wěn)定；水分的凍結(jié)與融化會(huì)引發(fā)路基的不均勻凍脹、融沉和翻漿。因此，對(duì)土體內(nèi)部水分的變化過程進(jìn)行研究，是正確預(yù)測(cè)土體性質(zhì)的改變、合理選用設(shè)計(jì)參數(shù)的依據(jù)，對(duì)保證工程穩(wěn)定性有著十分重要的意義。本文從分析國內(nèi)外水分遷移動(dòng)力、遷移模型及水分遷移試驗(yàn)的研究現(xiàn)狀出發(fā)，對(duì)封閉體系、開放體系的土體進(jìn)行恒溫及凍結(jié)過程中水分

2、遷移試驗(yàn)，對(duì)土體中水分變化特征進(jìn)行深入系統(tǒng)分析，取得了以下研究成果： 1)應(yīng)用濾紙法確定粘性土土體水分特征曲線，并結(jié)合土體含水量時(shí)變曲線，基于達(dá)西定律，提出了確定土體水分運(yùn)動(dòng)參數(shù)的方法。 2)針對(duì)非冰凍土體，在恒溫狀態(tài)下進(jìn)行了封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)下土體內(nèi)部水分遷移試驗(yàn)。通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)低液限粘土、粉土、細(xì)砂內(nèi)部含水量的變化過程，分析了土性、不同初始含水量等因素對(duì)水分遷移特征的影響規(guī)律，揭示了非冰凍土體的水分遷移機(jī)理和遷移動(dòng)力。

3、并建立了一維土體水分遷移控制方程，應(yīng)用有限元軟件對(duì)水分遷移過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。 3)針對(duì)冰凍土體，進(jìn)行了凍結(jié)過程中封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)下土體內(nèi)部水分遷移試驗(yàn)。通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)低液限粘土、粉土、細(xì)砂內(nèi)部溫度和水分變化過程，分析土性、溫度梯度、凍結(jié)速率對(duì)土體溫度變化、水分遷移變化的影響，揭示了凍結(jié)土體水分遷移機(jī)理及聚冰原理。并建立了一維土體溫度場(chǎng)控制方程，對(duì)凍結(jié)土體在封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)下水分變化進(jìn)行了數(shù)值模擬。 4)在常溫狀態(tài)下，