考虑吸附与毛细作用的饱和冻土SFCC模型

发布时间：2024-11-03 06:08

　　 土体冻结特征曲线（SFCC）是对冻土中未冻水含量随负温变化关系的数学描述,是研究冻土水热迁移、冻胀、本构关系等问题的重要基础。目前对于SFCC的研究,其经验表达式居多,而物理机制研究相对较少。通过考虑土颗粒与冰界面的吸附作用及冰相尖点的毛细作用,基于冰水相变平衡压力由吸附压力与毛细压力两部分共同组成,从孔隙尺度提出一个新的饱和冻土SFCC模型。模型计算结果表明,当颗粒半径逐渐增大时,相同温度下未冻水含量将不断减小,SFCC也会变得更加陡峭。基于核磁共振设备对单分散SiO₂微球冻融过程SFCC进行测试,试验结果与数学模型进行比较验证,结果表明新的SFCC模型与试验结果吻合较好,且具有明确的物理意义,可以为冻土基础研究提供理论依据。

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【部分图文】：

第8期滕继东等：考虑吸附与毛细作用的饱和冻土SFCC模型2575（3）利用Clapeyron方程计算相变平衡压力时，暂不考虑上覆荷载产生的孔隙冰压力，即0iP。(a)残余水阶段(b)毛细水形成(c)毛细水交汇前(d)毛细水交汇后(e)冰相完全消融图1孔隙冻融示意图Fig.1Sch....

sls2cosPr（10）式中：为接触角，计算时取0°；r为弯液面半径（m）。2.3模型推导紧密接触的单分散土颗粒具有两种极限排列方式：最松散的简单立方体（simplecubic，SC）排列（见图2(a)）和最紧密的紧凑四面体（tetreahedral，TH）排列（见图2(b)）....

第8期滕继东等：考虑吸附与毛细作用的饱和冻土SFCC模型2579图8SiO2微球试样照片Fig.8Photoofsilicamicrospheres选用表1中的参数值，设置颗粒半径为10m和100m，对模型进行计算，并与试验结果进行对比分析，如图9所示。从图中可以看出，计算结果曲....

本文编号：4010802