土體單向凍結(jié)水分遷移試驗(yàn)研究.pdf

1、土體凍結(jié)過(guò)程中，土體中的水分會(huì)產(chǎn)生遷移，這會(huì)產(chǎn)生凍脹，進(jìn)而對(duì)其上部建筑物造成破壞并帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。本文基于國(guó)內(nèi)外已有的關(guān)于土體凍結(jié)過(guò)程中水分遷移的研究，對(duì)在無(wú)荷載和有荷載條件下，土體在凍結(jié)過(guò)程中水分遷移的特征及溫度場(chǎng)的變化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，主要研究的內(nèi)容包括:
　　1)研究了在無(wú)荷載作用條件下，土試樣的初始含水率、凍結(jié)溫度及供水的含鹽率對(duì)開(kāi)放土試樣凍結(jié)過(guò)程的影響;研究了溫度變化率對(duì)封閉土試樣凍結(jié)過(guò)程的影響;比較了開(kāi)放和封閉

2、土試樣的凍結(jié)過(guò)程的差別。系統(tǒng)地對(duì)凍結(jié)過(guò)程中，土體中水分遷移的特征和溫度場(chǎng)的變化規(guī)律進(jìn)行了探討，得出了在無(wú)荷載條件下，上述因素對(duì)已凍土水分分布規(guī)律的影響。
　　2)研究了在有荷載作用條件下，土體的初始含水率、靜荷載大小及供水條件對(duì)土體單向凍結(jié)過(guò)程的影響，系統(tǒng)地對(duì)上述三種因素下凍土中溫度和水分分布的影響進(jìn)行了分析，得出了在靜荷載作用下，凍土中水分的遷移規(guī)律。
　　3)研究了降溫模式、初始含水率及土質(zhì)等三種因素對(duì)土試樣凍結(jié)深度的影

3、響，系統(tǒng)地對(duì)上述因素下土試樣的溫度場(chǎng)和水分分布及土試樣的凍結(jié)深度的影響進(jìn)行了分析。
　　研究結(jié)論表明，對(duì)無(wú)荷載情形，隨著初始含水率的增大，開(kāi)放試樣的整體水分遷移量逐漸減小。由于凍脹作用，在凍結(jié)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)部分未凍水向下遷移且“溢出”的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致土試樣整體質(zhì)量減少。對(duì)無(wú)荷載情形，隨著最低凍結(jié)溫度的降低，封閉土試樣凍結(jié)后含水率變化范圍隨著增大，土試樣的溫度也會(huì)較快達(dá)到穩(wěn)定值。隨著溫度變化率的減小，封閉土試樣含水率的峰值面會(huì)向冷端

4、移動(dòng)，且含水率峰值面處的含水率會(huì)有所增加。隨著供水中含鹽率的增大，土試樣含水率峰值面處的含水率也呈增大趨勢(shì)。對(duì)開(kāi)放和封閉土試樣的比較發(fā)現(xiàn)，開(kāi)放土試樣的凍脹量明顯高于封閉土試樣。對(duì)有載荷情形，隨著初始含水率的增加，土試樣總的水分遷移量減小。隨著荷載值的增大，土試樣中總的水分遷移量隨著減小。快速降溫型降溫模式的凍結(jié)效果最為明顯，其對(duì)應(yīng)的封閉土試樣的凍結(jié)深度最大。隨著初始含水率的增大，土試樣的凍結(jié)深度增加。對(duì)相同的初始含水率，河砂比砂土和黏土