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(xué)性質(zhì)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(fù)雜的水土作用，削弱了土顆粒之間的粘結(jié)作用，破壞了土體自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而使土體強(qiáng)度降低，以至引發(fā)工程事故或地質(zhì)災(zāi)害，造成巨大的經(jīng)濟(jì)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(jìn)而解釋地下水環(huán)境變化對土體工程性質(zhì)的影響

2、，對于保障工程建設(shè)的順利進(jìn)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(zhì)分析的基礎(chǔ)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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)果與試驗結(jié)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(jié)作用下土樣軸線各點(diǎn)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(jié)作用下試驗過程中土樣軸線各點(diǎn)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(dāng)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(nèi)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(jié)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(jié)作用下兩端施加溫度梯度越大的土樣穩(wěn)態(tài)凍結(jié)鋒面離頂端越遠(yuǎn)，前期含水率增量越小，后期含水率增量越大，穩(wěn)態(tài)凍結(jié)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(jié)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(jié)鋒面附近的含水率最大值越大、最小值越??；初始含水率越大的土樣水分遷移量越大，不同初始含水率的土樣穩(wěn)態(tài)凍結(jié)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)