對于鹽漬化季節(jié)性凍土地區(qū)土體,在凍融過程中會發(fā)生一系列水、熱、鹽等特性的變化,由此引起的凍脹、鹽脹及融沉現(xiàn)象是造成寒區(qū)工程在施工、運營與維護過程中出現(xiàn)相關(guān)工程病害的主要原因。在凍融循環(huán)過程中,鹽漬土水熱特性的變化主要體現(xiàn)在導(dǎo)熱性能、未凍水含量和相變溫度等方面,同時這些基本參數(shù)在凍結(jié)和融化過程中表現(xiàn)出相應(yīng)的滯回特性。作為凍土物理學(xué)研究的一項基礎(chǔ)性工作,在有關(guān)土體凍結(jié)和融化過程中水熱特性的變化及滯回機理研究方面,已取得了豐碩的成果。然而,已有研究較少從介質(zhì)組分形狀及結(jié)構(gòu)配置角度來考慮巖土體在未凍和已凍條件下的導(dǎo)熱性能;在土體凍結(jié)特征模型方面,部分模型僅能較好地評價特定情況下土-水系統(tǒng)中未凍水含量隨溫度的變化關(guān)系,且一些模型在土體初始凍結(jié)溫度附近不可導(dǎo)或不連續(xù);較少地從理論上分析鹽漬土融化溫度,缺乏從孔隙結(jié)構(gòu)和電解質(zhì)效應(yīng)的角度對滯回現(xiàn)象進行探討,且沒有對這種凍融循環(huán)滯回進行定量解釋;對于含復(fù)鹽鹽漬土,在凍結(jié)和融化過程中可動流體、束縛流體和總的未凍水含量隨溫度的變化規(guī)律研究相對較少。因此,本文重點研究不含鹽土與含鹽土在凍結(jié)和融化過程中出現(xiàn)的水熱特性變化及相關(guān)滯回機理。以青藏高原粉質(zhì)黏土、蘭州粉...

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 凍融循環(huán)作用下巖土材料導(dǎo)熱性能研究現(xiàn)狀
        1.2.2 凍結(jié)作用下土體中水分特性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 凍融循環(huán)作用下鹽漬土凍融及滯回特性研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 論文主要研究內(nèi)容
        1.3.2 論文技術(shù)路線
    1.4 論文創(chuàng)新點
第二章 凍融循環(huán)作用下巖土材料導(dǎo)熱性能研究
    2.1 引言
    2.2 試驗方法
        2.2.1 材料和樣品制備
        2.2.2 試驗設(shè)備和條件
    2.3 導(dǎo)熱過程理論分析
        2.3.1 導(dǎo)熱模型描述
        2.3.2 模型評價參數(shù)
    2.4 結(jié)果驗證與討論
        2.4.1 新模型對形狀因子敏感性分析
        2.4.2 未凍條件下多孔介質(zhì)導(dǎo)熱性能預(yù)測
        2.4.3 正凍條件下多孔介質(zhì)導(dǎo)熱性能預(yù)測
    2.5 本章小結(jié)
第三章 凍結(jié)作用下土體中未凍水含量特性研究
    3.1 引言
    3.2 凍結(jié)特性研究
    3.3 土體凍結(jié)特征曲線形狀
        3.3.1 未凍孔隙中未凍水含量
        3.3.2 正凍孔隙中未凍水含量
    3.4 土體凍結(jié)特征模型
    3.5 模型參數(shù)分析與通用性討論
        3.5.1 凍結(jié)特征模型參數(shù)敏感性分析
        3.5.2 凍結(jié)特征模型驗證與討論
    3.6 本章小結(jié)
第四章 凍融循環(huán)作用下氯化鹽漬土凍融特征
    4.1 引言
    4.2 試驗方法
        4.2.1 材料和樣品制備
        4.2.2 試驗設(shè)備和條件
    4.3 相變溫度理論分析
        4.3.1 孔隙溶液凍結(jié)溫度理論推導(dǎo)
        4.3.2 多孔介質(zhì)融化溫度理論推導(dǎo)
        4.3.3 土-水系統(tǒng)凍融循環(huán)滯回系數(shù)
    4.4 模型預(yù)測結(jié)果驗證
        4.4.1 模型參數(shù)分析與討論
        4.4.2 凍結(jié)溫度預(yù)測與驗證
        4.4.3 融化溫度預(yù)測與驗證
        4.4.4 凍融循環(huán)滯回系數(shù)預(yù)測與驗證
    4.5 模型對孔隙形狀敏感性分析及滯回機理討論
    4.6 本章小結(jié)
第五章 凍融循環(huán)作用下Na₂SO₄-NaCl鹽漬土凍融特征和滯回特性研究
    5.1 引言
    5.2 試驗裝置與條件
        5.2.1 試驗裝置
        5.2.2 試驗材料與試樣制備
        5.2.3 試驗過程與條件
    5.3 鹽漬土孔隙溶液凍融理論分析
        5.3.1 核磁共振和弛豫基本原理
        5.3.2 Pitzer離子模型
    5.4 試驗結(jié)果與分析
        5.4.1 正溫條件下首點信號值變化規(guī)律
        5.4.2 未凍水含量隨溫度變化規(guī)律
        5.4.3 核磁共振T₂分布
        5.4.4 T₂譜面積分析
        5.4.5 吸附水與自由水界限T₂值確定
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 問題與展望
參考文獻
作者簡歷
致謝



本文編號：3904033