飽和粉土凍脹過程試驗研究及數(shù)值模擬
本文選題:土力學 + 飽和粉土; 參考:《巖石力學與工程學報》2017年02期
【摘要】:為了研究溫度梯度、凍結(jié)速率、土樣高度和豎向壓力對凍脹的綜合影響,在不同試驗條件下對飽和粉土進行了一系列一維土柱凍脹試驗,試驗中測量土樣溫度、豎向壓力、凍脹量和補水量。試驗結(jié)果表明:在溫度場處于準穩(wěn)態(tài)時,凍脹速率與溫度梯度成正比例增長關系,凍脹速率隨著豎向壓力增大而線性減小;定義比凍結(jié)速率為凍結(jié)速率與土樣高度之比,當溫度場處于瞬態(tài)時,凍脹速率隨比凍結(jié)速率成冪函數(shù)增長,增長率隨著比凍結(jié)速率增大而減小。提出了綜合考慮溫度梯度、凍結(jié)速率、豎向壓力和土樣高度的凍脹計算公式,在此基礎上推導了考慮水分遷移的凍土熱擴散方程,提出了模擬凍脹和溫度變化的數(shù)值模擬方法,通過一個數(shù)值算例計算了凍結(jié)過程中的溫度和凍脹量變化,并與實測結(jié)果對比驗證了該方法的可靠性。
[Abstract]:In order to study the comprehensive effects of temperature gradient, freezing rate, soil sample height and vertical pressure on frost heave, a series of one-dimensional soil column frost heaving tests were carried out on saturated silt under different experimental conditions. Frost heaving and rehydration. The experimental results show that when the temperature field is in quasi-steady state, the frost heave rate increases in proportion to the temperature gradient, and decreases linearly with the increase of vertical pressure, and the specific freezing rate is defined as the ratio of freezing rate to the height of soil sample. When the temperature field is transient, the frost heave rate increases with the specific freezing rate as a power function, and the growth rate decreases with the increase of the specific freezing rate. A formula for calculating frost heaving considering temperature gradient, freezing rate, vertical pressure and soil sample height is put forward. Based on this, the thermal diffusion equation of frozen soil considering water migration is derived, and a numerical simulation method for simulating frost heave and temperature change is presented. The variation of temperature and frost heave during freezing process is calculated by a numerical example, and the reliability of the method is verified by comparing with the measured results.
【作者單位】: 中國科學院武漢巖土力學研究所巖土力學與工程國家重點試驗室;中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所凍土工程國家重點實驗室;
【基金】:國家重點基礎研究計劃(973)項目(2012CB026102) 國家自然科學基金資助項目(41572293) 中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所凍土工程國家重點實驗室開放基金(SKLFSE201502)~~
【分類號】:TU445
【參考文獻】
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【共引文獻】
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本文編號:1832539
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