本文關(guān)鍵詞： 凍土 分凝冰 末透鏡體 凍脹量 三場(chǎng)耦合 降溫模式　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：對(duì)分凝冰現(xiàn)象的研究是理解凍土中各類(lèi)復(fù)雜現(xiàn)象的關(guān)鍵。分凝冰是土凍結(jié)過(guò)程中水分遷移的結(jié)果,是凍脹量的內(nèi)在體現(xiàn),分凝冰量的多少?zèng)Q定著土體凍脹量的大小。為研究土體凍結(jié)過(guò)程中分凝冰的形成規(guī)律,本文在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過(guò)高低溫交變箱試驗(yàn)?zāi)M了試樣在不同邊界條件下的單向一維凍結(jié)過(guò)程,根據(jù)對(duì)凍結(jié)過(guò)程中試樣的溫度場(chǎng)、位移場(chǎng)以及試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)得的含水率分布規(guī)律所進(jìn)行得分析,得到了分凝冰的形成規(guī)律。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)進(jìn)行了試樣在水分場(chǎng)、溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)三場(chǎng)耦合條件下的一維連續(xù)凍結(jié)試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)過(guò)程中溫度傳感器、位移傳感器所采集的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)末透鏡體的測(cè)量數(shù)據(jù),得出了末透鏡體形成的時(shí)間及厚度,通過(guò)對(duì)末透鏡體的形成過(guò)程以及實(shí)拍圖片進(jìn)行分析,得到在三場(chǎng)耦合作用下分凝冰的形成規(guī)律。(2)為研究在上覆荷載作用下,線性降溫模式對(duì)分凝冰形成規(guī)律的影響,選取了三個(gè)冷端初始溫度,三個(gè)上覆荷載進(jìn)行正交試驗(yàn),比較分析了每個(gè)試驗(yàn)條件下試樣內(nèi)部溫度場(chǎng)的變化規(guī)律、凍結(jié)鋒面隨時(shí)間的推進(jìn)規(guī)律、凍脹量的變化規(guī)律以及水分的遷移情況,得到了在線性降溫條件下分凝冰的形成規(guī)律。(3)對(duì)比研究了試樣在恒溫凍結(jié)模式下、線性降溫模式下以及間歇降溫模式下試樣內(nèi)部的溫度場(chǎng)、位移場(chǎng)以及水分場(chǎng)的重分布規(guī)律,通過(guò)分析三種凍結(jié)模式下的分凝冰厚度及實(shí)拍分凝冰圖片,得到了不同凍結(jié)模式下分凝冰的形成規(guī)律。本文研究表明,在連續(xù)凍結(jié)模式下,分凝冰的演化過(guò)程分為三階段:第一階段由于凍結(jié)鋒面推進(jìn)太快,孔隙水原位凍結(jié),不形成分凝冰;第二階段,凍結(jié)鋒面向下移動(dòng)變慢,產(chǎn)生不連續(xù)的微量分凝冰;第三階段,由于凍結(jié)鋒面向下發(fā)展趨于穩(wěn)定,補(bǔ)給水有充足的時(shí)間運(yùn)動(dòng)到凍結(jié)鋒面后方,在負(fù)溫度作用下形成分凝冰,稱(chēng)之為末透鏡體。末透鏡體的形成規(guī)律是:含水率相同時(shí),上覆荷載越小,溫度梯度越大,末透鏡體的厚度越厚,形成時(shí)間越早。試樣在三種模式凍結(jié)條件下產(chǎn)生的分凝冰均為分層分凝,且從上往下分凝冰層越來(lái)越厚,越靠近凍結(jié)鋒面附近分凝冰層數(shù)越多。在施加上覆荷載的對(duì)比試樣中,上覆荷載越大,分凝冰量與凍脹量越小,最底一層分凝冰離試樣底部距離越大,這是由于上覆荷載的增加使得分凝冰的生長(zhǎng)與發(fā)育比較困難,需要同時(shí)克服內(nèi)部土壓力和上覆荷載,導(dǎo)致分凝冰量減少。對(duì)恒溫凍結(jié)模式、線性降溫模式及間歇降溫模式,從試樣頂端至底端,含水率呈先增大再減小的趨勢(shì),最大含水率出現(xiàn)在凍結(jié)鋒面穩(wěn)定后末透鏡體出現(xiàn)的位置。通過(guò)對(duì)三種凍結(jié)模式完成后試樣的內(nèi)部溫度變化曲線、凍結(jié)鋒面推移曲線、凍脹量變化曲線、含水率變化曲線以及末透鏡體厚度的分析,可得間歇降溫凍結(jié)試樣的末透鏡體厚度與凍脹量最小,凍深最淺,含水率分布范圍也最小,故間歇降溫方式是最有效的控制分凝冰厚度及凍脹量的凍結(jié)模式。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TU445

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1473286