【摘要】：結(jié)合非飽和土水氣遷移的物理過程和內(nèi)在機(jī)理,將"鍋蓋效應(yīng)"分為兩種情形。第一類"鍋蓋效應(yīng)"定義為非飽和土水氣的冷凝過程,而第二類"鍋蓋效應(yīng)"定義為水氣遷移成冰過程。相較于前者,第二類"鍋蓋效應(yīng)"會造成覆蓋層下土體含水率大幅度提高,且現(xiàn)有非飽和土水熱氣遷移理論無法給出合理解釋。綜合考慮水分的蒸發(fā)、冷凝和凍結(jié)3個相變過程,建立了非飽和凍土水熱氣耦合遷移的數(shù)學(xué)模型,并通過數(shù)值模擬求解,再現(xiàn)了第二類"鍋蓋效應(yīng)"的形成過程。另外計(jì)算結(jié)果表明:溫度梯度下的氣態(tài)水遷移并成冰會造成覆蓋層下土體接近飽和含水率;一定表層深度范圍內(nèi),土體含水率增加存在兩個陡升段。由于現(xiàn)行工程設(shè)計(jì)很少考慮防氣隔氣,在寒旱地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)需對第二類"鍋蓋效應(yīng)"引起足夠重視。
[Abstract]:Combined with the physical process and internal mechanism of water and gas migration in unsaturated soil, the pot cover effect is divided into two cases. The first kind of "pot cover effect" is defined as the condensation process of unsaturated soil water gas, while the second "pot cover effect" is defined as the process of water vapor migration and ice formation. Compared with the former, the second kind of "pot cover effect" will cause the moisture content of the soil under the cover to be greatly increased, and the existing theories of hydrothermal gas migration in unsaturated soil cannot be reasonably explained. A mathematical model for the coupled migration of hydrothermal and gas in unsaturated frozen soil was established by considering three phases of water evaporation, condensation and freezing, and the forming process of the second kind of "pot cover effect" was reappeared by numerical simulation. In addition, the results show that gaseous water migration and ice formation under the temperature gradient will cause the soil under the overburden close to saturated water content, and in a certain surface depth, there are two steep rise sections in the increase of soil moisture content. Since the current engineering design seldom considers the prevention of gas and gas, it is necessary to pay enough attention to the second kind of "pot cover effect" for engineering construction in cold and dry areas.
【作者單位】： 中南大學(xué)土木工程學(xué)院;中南大學(xué)高速鐵路建造技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“9 7 3”計(jì)劃)項(xiàng)目(2014CB047001) 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51508578)
【分類號】：TU43

【參考文獻(xiàn)】

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【二級參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2141269