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饱和粉土冻胀过程试验研究及数值模拟

发布时间:2018-05-02 05:26

  本文选题:土力学 + 饱和粉土 ; 参考:《岩石力学与工程学报》2017年02期


【摘要】:为了研究温度梯度、冻结速率、土样高度和竖向压力对冻胀的综合影响,在不同试验条件下对饱和粉土进行了一系列一维土柱冻胀试验,试验中测量土样温度、竖向压力、冻胀量和补水量。试验结果表明:在温度场处于准稳态时,冻胀速率与温度梯度成正比例增长关系,冻胀速率随着竖向压力增大而线性减小;定义比冻结速率为冻结速率与土样高度之比,当温度场处于瞬态时,冻胀速率随比冻结速率成幂函数增长,增长率随着比冻结速率增大而减小。提出了综合考虑温度梯度、冻结速率、竖向压力和土样高度的冻胀计算公式,在此基础上推导了考虑水分迁移的冻土热扩散方程,提出了模拟冻胀和温度变化的数值模拟方法,通过一个数值算例计算了冻结过程中的温度和冻胀量变化,并与实测结果对比验证了该方法的可靠性。
[Abstract]:In order to study the comprehensive effects of temperature gradient, freezing rate, soil sample height and vertical pressure on frost heave, a series of one-dimensional soil column frost heaving tests were carried out on saturated silt under different experimental conditions. Frost heaving and rehydration. The experimental results show that when the temperature field is in quasi-steady state, the frost heave rate increases in proportion to the temperature gradient, and decreases linearly with the increase of vertical pressure, and the specific freezing rate is defined as the ratio of freezing rate to the height of soil sample. When the temperature field is transient, the frost heave rate increases with the specific freezing rate as a power function, and the growth rate decreases with the increase of the specific freezing rate. A formula for calculating frost heaving considering temperature gradient, freezing rate, vertical pressure and soil sample height is put forward. Based on this, the thermal diffusion equation of frozen soil considering water migration is derived, and a numerical simulation method for simulating frost heave and temperature change is presented. The variation of temperature and frost heave during freezing process is calculated by a numerical example, and the reliability of the method is verified by comparing with the measured results.
【作者单位】: 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室;
【基金】:国家重点基础研究计划(973)项目(2012CB026102) 国家自然科学基金资助项目(41572293) 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室开放基金(SKLFSE201502)~~
【分类号】:TU445

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号:1832539

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