季節(jié)凍土水分遷移的機理及數(shù)值模擬【博士】

內容簡介

　　學位年度】 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)定技術研究”項目中子課題“季節(jié)地區(qū)道路凍脹與翻漿成因與機理的研究”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)測和室內試驗的基礎上，對吉林省季節(jié)凍土中水分遷移進行了系統(tǒng)的研究。首先詳細介紹了長春地區(qū)季節(jié)凍土的粒度、礦物、鹽分、比表面、陽離子交換等性質，并對凍土的熱交換參數(shù)和水力參數(shù)進行了研究。其次根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測的結果，將東北季節(jié)凍土凍結期可分為三個階段:凍融交替階段、凍結發(fā)展階段、融凍階段，并對每個時期的水層含水量進行了對比，同時分析了土體中溫度與地表溫度之間的關系。再次，針對季節(jié)凍土中的水分遷移動力，認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，并利用有限元加權殘數(shù)法進行求解，從而預測凍土系統(tǒng)中在不同凍結時刻未凍水、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)凍土的成分結構特征及物理化學特性、東北季節(jié)凍土的凍結和融化特征、季節(jié)凍土中水分遷移及遷移驅動力、季節(jié)凍土水...

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