本文關(guān)鍵詞：凍融循環(huán)過(guò)程中巖石熱傳導(dǎo)規(guī)律試驗(yàn)及理論分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為研究巖石在低溫環(huán)境下內(nèi)部溫度場(chǎng)隨凍結(jié)、融化過(guò)程變化特征,探討巖石在凍融循環(huán)過(guò)程中整體熱傳導(dǎo)規(guī)律�，F(xiàn)開(kāi)展干燥、飽水狀態(tài)下類砂巖試樣凍融循環(huán)室內(nèi)試驗(yàn),分析類砂巖試樣在凍結(jié)、融化過(guò)程中內(nèi)部非等溫傳遞規(guī)律;結(jié)合試驗(yàn)現(xiàn)象,從水冰微觀結(jié)構(gòu)探討水冰相變過(guò)程產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)弛豫機(jī)制;最后,基于熱傳導(dǎo)理論,詳細(xì)探討凍融循環(huán)干燥、飽水狀態(tài)下巖石熱傳導(dǎo)方程,給出飽水巖石三階段溫度分布理論解,并通過(guò)與試驗(yàn)對(duì)比,驗(yàn)證理論分析的合理性。研究結(jié)果表明:(1)凍融循環(huán)過(guò)程中干燥狀態(tài)下的類砂巖試樣,其溫變曲線大體呈現(xiàn)負(fù)指數(shù)曲線特征,且越靠近邊界面,溫變速率越大,同時(shí)相對(duì)凍結(jié)過(guò)程,融化升溫過(guò)程速率更快;(2)凍融循環(huán)過(guò)程中飽水狀態(tài)下的類砂巖試樣,其溫變曲線呈現(xiàn)明顯的三區(qū)段過(guò)程,在水冰相變過(guò)程產(chǎn)生典型的緩溫變段,且相對(duì)干燥狀態(tài),其溫變速率均出現(xiàn)一定程度降低;(3)利用水分子相變過(guò)程中微觀結(jié)構(gòu)變化,可較好地解釋水冰相變過(guò)程造成的熱傳導(dǎo)弛豫現(xiàn)象;(4)給出了干燥、飽水狀態(tài)下巖石熱傳導(dǎo)方程,并借此探討了飽水狀態(tài)下固相、液相及相變區(qū)溫度理論解,通過(guò)與室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)比,驗(yàn)證了理論分析公式的合理性。研究對(duì)認(rèn)識(shí)凍融環(huán)境下巖石內(nèi)部溫度場(chǎng)演化規(guī)律具有一定參考價(jià)值。
【作者單位】： 西安科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院;中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 巖石力學(xué) 凍融循環(huán) 類砂巖試樣 水冰相變 熱弛豫機(jī)制 熱傳導(dǎo)方程
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41302228) 中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2014T70931) 陜西省博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(2014051)~~
【分類號(hào)】：TU45
【正文快照】： 1引言寒區(qū)大氣環(huán)境溫度變化將會(huì)對(duì)巖土介質(zhì)內(nèi)部溫度場(chǎng)演化產(chǎn)生顯著影響[1-2],如,寒區(qū)隧道圍巖凍結(jié)影響深度受控于隧道內(nèi)環(huán)境溫度及變化過(guò)程,而季節(jié)性凍土地基設(shè)計(jì)凍深深度受環(huán)境溫變及巖土介質(zhì)材料所影響。但外界溫度如何通過(guò)熱傳導(dǎo)實(shí)現(xiàn)對(duì)巖土介質(zhì)溫度分布影響,其變化過(guò)程將對(duì)

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