季節(jié)凍土水分遷移的機(jī)理及數(shù)值模擬【博士】

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　　學(xué)位年度】 2006 　　【論文級別】博士　　本文是交通部“季節(jié)性冰凍地區(qū)路基路面穩(wěn)定技術(shù)研究”項(xiàng)目中子課題“季節(jié)地區(qū)道路凍脹與翻漿成因與機(jī)理的研究”的部分研究成果。本文以吉林-松原、吉林-四平、吉林北線三個方向公路路基為研究對象，結(jié)合2004年11月到2005年5月的現(xiàn)場含水量監(jiān)測、凍深監(jiān)測、地溫監(jiān)測和室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對吉林省季節(jié)凍土中水分遷移進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。首先詳細(xì)介紹了長春地區(qū)季節(jié)凍土的粒度、礦物、鹽分、比表面、陽離子交換等性質(zhì)，并對凍土的熱交換參數(shù)和水力參數(shù)進(jìn)行了研究。其次根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測的結(jié)果，將東北季節(jié)凍土凍結(jié)期可分為三個階段:凍融交替階段、凍結(jié)發(fā)展階段、融凍階段，并對每個時期的水層含水量進(jìn)行了對比，同時分析了土體中溫度與地表溫度之間的關(guān)系。再次，針對季節(jié)凍土中的水分遷移動力，認(rèn)為土水勢梯度造成了水分的遷移。最后根據(jù)非飽和土水動力學(xué)建立起凍土水熱鹽耦合的Harlan偏微分方程，并利用有限元加權(quán)殘數(shù)法進(jìn)行求解，從而預(yù)測凍土系統(tǒng)中在不同凍結(jié)時刻未凍水、冰、鹽分、溫度的動態(tài)變化規(guī)律。全文分七章，包括緒論、東北季節(jié)凍土的成分結(jié)構(gòu)特征及物理化學(xué)特性、東北季節(jié)凍土的凍結(jié)和融化特征、季節(jié)凍土中水分遷移及遷移驅(qū)動力、季節(jié)凍土水...

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