土壤冻结水热耦合有限容积模拟研究
- 出版年：2010
- 作者：周扬；周国庆
- 单位1：中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
- 出生年：1982
- 学历：博士研究生
- 语种：中文
- 作者关键词：冻土；水热耦合；有限容积法；温度场；等效热容
- 起始页：440
- 总页数：7
- 刊名：岩土工程学报
- 是否内版：否
- 刊频：月刊
- 创刊时间：1979
- 主管单位：中国科学技术协会
- 主办单位：中国水利学会；中国土木工程学会；中国力学学会；中国建筑学会；中国水力发电工程学会；中国振动工程学会
- 主编：陈生水
- 网址：http://www.cgejournal.com;http://www.ytgc.chinajournal.net.cn
- 卷：32
- 期：3
- 期刊索取号：P473.066357
摘要
针对土壤一维冻结水热耦合模型的数值模拟，指出现有计算存在收敛性差、引入不必要条件等问题，基于有限容积法，建立了一种全隐计算格式。详细介绍了时间步长选择、特殊节点离散等问题，模拟了石英粉及张掖壤土试样的冻结过程，温度场及水分场的计算值与实验值基本吻合。研究表明：已冻土区水分迁移弱，水分重分布主要发生于未冻土区至冻结锋面，且冻结锋面推进速度对水分迁移影响较大，较显著的水分积累出现在冻结锋面推进缓慢时；试样的导湿能力差异导致对计算参数冰阻抗因子敏感程度不同，石英粉试样导湿能力强，对阻抗因子敏感。忽略水流条件下，水热耦合模型简化后，得到了温度场的等效热容模型，该模型更符合土壤介质的特点，适用于计算低含水率土壤的冻结温度场，而当土壤含水率高，水分流动剧烈时，还应考虑水分迁移对温度场的影响。