饱和土水热耦合分离冰冻胀模型研究

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• 责任者：周扬^c中国矿业大学（徐州）深部岩土力学与地下工程国家重点实验室^d1982^e博士^f讲师 ; 周国庆 ; 王义江
• 刊名：岩土工程学报
• 出版年：2010
• 卷期：32^b11总219
• 关键词：冻土 ; 冻胀 ; 数学模型20^a耦合作用30^a水热耦合 ; 分离冰 ; 冰透镜体
• 页码：1746～1751
• 索书号：P473.066/357
• 图表：^c表1参22插图
• 分类号：1600,2000
• 文摘期号：2011/05

摘要

针对饱和土一维冻结过程中的冻胀发展过程，在已有的描述透镜体生长过程的水热耦合模型的基础上，建立了水热耦合分离冰冻胀模型。利用固体表面水膜的热力学理论分析了冻土中未冻水膜在相界面上的平均分离压力，指出当该压力大于土层破坏的临界压力时，冰透镜体产生;以活动透镜体底端将土柱划分为主动区与被动区，主动区过程采用透镜体生长的水热耦合模型描述，而被动区为近似导热过程，由此建立了完整冻胀模型;提出了透镜体的分离冰生长方式，并与刚性冰生长方式进行了对比，阐述了该文模型与已有的各类模型之间的联系。采用有限容积法对模型进行了数值计算，与Konrad的3组试验进行了对比，结果表明模型很好地反应了土体冻结过程中温度场及冻胀的发展过程。