冻结过程路基土体水分迁移特征分析_许健
季冻区道路冻胀、融沉机理分析及防治现状
季冻区道路冻胀、融沉机理分析及防治现状摘要：对东北地区季节性冻土的冻胀、融沉机理进行深入分析，通过毛细理论、水分迁移理论得出冻胀、融沉过程的影响因素，得出季冻区冻胀融沉的主要影响因素是土质、含水量以及温度，并据此提出具体的防治措施，为相关研究提供借鉴经验。
关键词：季节性冻土；冻胀；融沉；防治0 前言中国是受冻胀危害比较严重的国家之一，主要分布在大兴安岭、小兴安岭等东北地区以及青藏高原等西部高山区域，季节性冻土面积占我国国土总面积的53.5%[1]，位于季节性冻土地区的公路面临着冬季冻胀、春季回暖融沉的问题，这是导致寒冷地区各种道路病害的主要原因[2]。
因此，针对冻土地区的冻胀、融沉过程的深入研究分析逐渐受到更多的重视且势在必行。
1 冻胀和融沉机理分析1.1 冻胀季冻区道路冻胀，主要指的是路基土体的冻胀。
由于大气负温的作用，土体中的水分冻结成冰，土体发生水分迁移，路基土随着温度降低的方向形成冰晶体，导致土体的体积增大膨胀[3]。
由于路基土体中的含水量和密实度在不同季节、不同气候条件下发生的不均匀改变，加之道路周边复杂的地理环境的相互影响，直接导致路基土的冻胀变形的不均匀性[4]。
因此，路面在受到不均匀的冻胀力的影响下，内部发生拉应力效应。
1.2 融沉春季气温上升，土中冰晶体融化之后，土颗粒之间的胶结程度降低，摩擦力减小[5]。
在其自重应力的作用下，土颗粒之间的空隙逐渐被压缩，土体的体积减小。
路基开始融化，导致路面下地基土较两侧的路肩土的融化速度快，造成路基的凹形冻土核残留，土层上部已经融化的水分在融化区域内无法排出，进而造成翻浆。
2 冻胀和融沉影响因素分析2.1 冻胀影响因素季冻区路面易出现冬季低温冻胀、春季回暖融沉的问题，给道路造成不同程度的破坏，包括鼓包、开裂、路基不均匀沉降等。
而道路冻胀主要受到路基的影响，由于各路基土体的土质、压实度、含水量的不同，导致路面受到不均匀冻胀力的作用影响[6]。
冻融过程中土中水分迁移室内试验研究
冻融过程中土中水分迁移室内试验研究
刘兵;陶夏新;赵刚
【期刊名称】《低温建筑技术》
【年(卷),期】2008(030)006
【摘要】通过调节试验箱顶板、底板和箱体的温度模式,在正冻和正融试验条件下对粉质粘土的水分迁移进行试验研究.共做了四组试验,每组两个试样,一个用于冻结后测含水量,另一个用于测融化到设定位置的含水量.在其他试验条件相同的条件下,改变初始含水量或温度模式,研究了单个因素对水分迁移的影响.
【总页数】3页(P10-12)
【作者】刘兵;陶夏新;赵刚
【作者单位】哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨,150090;哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨,150090;哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨,150090
【正文语种】中文
【中图分类】TU411
【相关文献】
1.离子土壤固化剂改性膨胀土冻融过程中水分迁移试验研究 [J], 王凤华;项伟;袁悦锋
2.重塑土冻融过程中水分迁移试验研究 [J], 赵刚;陶夏新;刘兵
3.人工冻结粉质粘土正冻过程中水分迁移室内试验研究 [J], 何菲;王旭
4.冻融混凝土中钢筋粘结应力分布的试验研究 [J], 王文博
5.植被混凝土冻融过程中水分迁移试验研究 [J], 邓玮玮; 高贤; 龙丽珺; 刘德玉; 许文年
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原状黄土冻融过程抗剪强度劣化机理试验分析
原状黄土冻融过程抗剪强度劣化机理试验分析许健;李诚钰;王掌权;任建威;袁俊【期刊名称】《土木建筑与环境工程》【年(卷),期】2016(038)005【摘要】通过对西安Q3原状黄土在封闭系统冻融作用下的电镜扫描和直剪试验，研究了冻融作用对原状黄土微观结构和强度的影响。
试验表明：冻融过程中原状黄土微观结构发生显著变化，大颗粒集粒数量明显减少，小粒径土颗粒所占比重增加，孔隙面积比增加。
进一步基于损伤力学理论，得到微观结构冻融损伤度随冻融次数增加呈指数增加趋势，反映出冻融作用一定程度上破坏黄土体的结构强度，但多次冻融后黄土体结构强度趋于稳定的残余强度。
冻融过程土样表面结构发生破坏，且含水率越高，土体表面特征破坏越严重。
粘聚力随冻融次数增加呈指数衰减趋势，且含水率越高，粘聚力衰减幅值和速率越小；粘聚力随含水率增加表现出线性衰减特征，且冻融后粘聚力与含水率的变化规律近似重合；内摩擦角无明显规律性变化。
粘聚强度冻融损伤系数随冻融次数增加呈指数增加趋势，随含水率升高有增大趋势。
基于试验数据规律性，进一步提出了原状黄土粘聚强度劣化模型，该模型经试验验证可较好描述原状黄土粘聚强度劣化规律。
【总页数】9页(P90-98)【作者】许健;李诚钰;王掌权;任建威;袁俊【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院，西安 710055;西安市地下铁道有限责任公司，西安 710018;西安建筑科技大学土木工程学院，西安 710055;西安建筑科技大学土木工程学院，西安 710055;中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，西安 710075; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室，兰州 730000【正文语种】中文【中图分类】TU444【相关文献】1.重塑黄土冻融过程抗剪强度劣化特性试验研究 [J], 许健;王掌权;任建威;袁俊2.基于BP神经网络的重塑黄土冻融过程抗剪强度劣化特性研究 [J], 许健;冯灿;王掌权3.增湿-冻融劣化原状黄土结构强度试验研究 [J], 折海成; 胡再强; 薛婷; 张瑞杰; 李磊; 何玫玫4.增湿-冻融劣化原状黄土的结构强度模型 [J], 折海成;胡再强;王凯;梁志超;冯哲;郭婧5.原状黄土冻融过程渗透特性变化机理及规律分析 [J], 占世源[1];仇楠[1];闫垒[1];金彩凤[1]因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
冻融作用下地基土水分迁移试验研究
第42卷第24期• 56 • 2 0 16 年 8 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREV ol.42 N o.24Aug.2016文章编号：1009-6825 (2016) 24-0056-02冻融作用下地基土水分迁移试验研究徐爽1郭颖^(1.东北林业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨150040 ;2.东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司，黑龙江哈尔滨150040)摘要:为研究季节性冻融区地基土水分迁移的规律，对不同初始含水量以及温度梯度作用下的重塑土进行了冻融试验，试验结 果表明：随着初始含水量的增加，土样水分迁移更加明显;温度梯度越大，土样冻结速率越大，水分聚集层越靠近暖端。
关键词:地基土，冻融试验，水分迁移,含水量，温度梯度中图分类号:TU448 文献标识码:A〇引言冻土广泛分布于我国中高纬度带和高海拔地区，其中多年冻 土主要集中在青藏高原以及大小兴安岭，季节性冻土则遍布纬度 高于24°的地区[1]。
上述很多地区冬季长时间处于负温状态，导 致各类地基土由地表向下部深处渐渐冻结,引起土中水分发生迁 移以及土体冻胀。
等到了春季气温回升之时，表层冻结土体开始 融化，由于上部土体的融化较慢，而冻结滞水的融化又无法及时 蒸发或向下透过冰层,所以造成了上部土体含水率的剧增，继而 引发道路典型的翻浆冒泥等一系列病害。
目前，国内已有许多学者开展有关土中水分迁移的研究，也 取得了一些成果。
高玉佳等[2]通过对野外不同深度土层地温和 水分变化的研究，发现温度对水分迁移具有重要影响。
张婷等[3]以江苏南部典型表层土为研究对象，研究了不同含水率、压实度 和冻结时间对人工冻土的影响。
许健等[4]指出温度对水分迁移 影响较小，而温度梯度是诱发水分迁移的重要因素。
石群等[5]在 对罗布泊天然盐渍土开张多次冻融循环试验基础上，探究了水盐 变化规律。
针对冻土水分迁移的研究集中在东北三省、青藏高 原、中国西北干旱地区以及部分沿海区域，但很少有涉及内蒙古 东部地区盐渍土的研究。
路基土中自由水分对公路病冻害影响的分析研究
路基土中自由水分对公路病冻害影响的分析研究公路病冻害是指在寒冷地区由于路基土中的水分过多，在冬季期间受到冻融作用影响，导致路基土发生冻胀和冻胀后的强度、稳定性和耐久性降低，从而引发路基和路面的损坏和病害。
路基土中的自由水分是导致公路病冻害的重要因素之一。
本文将分析路基土中自由水分对公路病冻害的影响，并提出相关的研究成果。
一、路基土中自由水分的来源和特点1. 路基土中自由水分的来源路基土中的自由水分来自于降水、地下水和土壤中的毛细管水。
在北方寒冷地区，降水主要以雨水和融雪形式存在，这些水分会渗入路基土中，并在路基土中堆积积聚，形成自由水分。
地下水也会通过渗透作用进入路基土中，增加土壤中的自由水分含量。
土壤中的毛细管水也是路基土中自由水分的重要来源。
2. 路基土中自由水分的特点路基土中的自由水分是指土壤中的水分不受土壤固体颗粒吸附而自由存在的水分。
这部分水分对冻融作用的敏感性较强，容易在温度下降时结冰形成冰胀压力，从而导致土壤发生冻胀。
在冬季期间，路基土中的自由水分也会受到温度变化的影响，从而引发冻胀和冻融循环，造成路基土发生冻害。
二、自由水分对公路病冻害的影响1. 冻胀致病机理路基土中的自由水分在冬季期间受到低温的影响，会形成冰胀，增加土壤的体积，从而引发冻胀。
当路基土中自由水分过多时，其冰胀作用将会更加显著，导致路基土的冻胀程度加剧，甚至超出土壤的承载能力，引发路基变形和龟裂等冻害病害。
2. 冻融循环致病机理冻胀破坏了路基土的结构，使得土壤颗粒之间的接触面积增大，土体的孔隙率增加，自由水分也更加容易渗入土体中，形成更多的冰胀点。
当土体经历冻融循环后，路基土中的自由水分与土壤的结构相互作用，导致土壤孔隙结构的不稳定性增大，使得土体内的水分更容易渗入土壤中，从而加剧了土壤冻胀的程度和频率，引发更严重的冻害病害。
1. 土壤类型不同的土壤类型对自由水分的渗透性和保水性有所差异，从而影响了土壤中自由水分的含量和分布。
室内土体单向冻结水分迁移的试验研究
室内土体单向冻结水分迁移的试验研究
曹成;陆建飞;李清涛
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2015(015)009
【摘要】以江苏镇江、扬州等地区具有代表性的表层黏土为研究对象,对土体进行了单向冻结实验,研究了不同饱和度、不同温度梯度、不同冻结速率及不同补水条件下土体中水分迁移的现象.实验结果表明:在有外界水源补给的条件下,土体冻结时间越长,非饱和土中水分迁移现象范围越大,对于饱和土每层含水率基本波动范围不大;温度梯度越大,土体完全冻结且水分迁移达到稳定状态所需时间越短,水分迁移的范围越广;在无水源补给的条件下,冻结速率越大,土试样中水分迁移分布曲线变得越平缓;相对于无外界水源补给条件下,有外界水源补给的试样最终完全冻结时水通量更大,土样中水分迁移分布的范围更明显.
【总页数】6页(P114-118,124)
【作者】曹成;陆建飞;李清涛
【作者单位】江苏大学土木工程与力学学院,镇江212013;江苏大学土木工程与力学学院,镇江212013;江苏大学土木工程与力学学院,镇江212013
【正文语种】中文
【中图分类】TU411.91
【相关文献】
1.土体冻结过程水分迁移模型的建立与反演 [J], 赵刚;陶夏新;刘兵
2.人工冻结粉质粘土正冻过程中水分迁移室内试验研究 [J], 何菲;王旭
3.土体冻结过程中基质势与水分迁移及冻胀的关系 [J], 薛珂;温智;张明礼;李德生;高樯
4.封闭系统单向冻结淤泥质黏土水分迁移特性研究 [J], 唐益群;赵文强;周洁
5.土体单向冻结对土中水分迁移的影响 [J], 张婷;杨平
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土体冻结过程中基质势与水分迁移及冻胀的关系
土体冻结过程中基质势与水分迁移及冻胀的关系薛珂;温智;张明礼;李德生;高樯【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2017(033)010【摘要】土体冻结过程中不同位置液态水的能量差引起了水分迁移与重分布,进而引发冻胀,关于势能差驱动下的冻土水分迁移问题一直由于技术手段的匮乏而没有完全解决.利用新近推出的可用于冻土水热研究的pF meter基质势传感器与5TM 水分传感器,实时监测研究饱和青藏红黏土单向冻结过程中基质势-液态含水率-温度-含冰量-水分迁移量-冻胀变形之间在时间、空间上的耦合变化关系.结果表明:土体温度场变化引起内部液态水相变,打破了原有的能量平衡,试验结束后12~14 cm 土样高处含水率最高达到55%,靠近冻融交界面处(10 cm)的未冻区含水率减小至25.8%,水分整体向冷端发生迁移;土体冻胀的快慢及冻胀量大小与水分迁移速率及数量具有线性关系;试验后土体内总含水率的分布与分凝冰透镜体的分布一致,已冻区液态含水率的分布与温度梯度近似成线性关系,未冻区液态含水率的分布与水分的迁移量有关,与温度梯度无关.此外,温度场对水分场的变化具有诱导作用但二者并不同步,当冻结速率减小到一定程度时水分才开始迁移,第10小时后温度场趋于稳定而水分迁移并未停止.研究成果揭示了土体单向冻结过程中液态水、基质势、温度等物理参数的动态变化过程及内在联系,为冻胀机制的研究以及冻胀模型的建立提供了试验基础.%The moisture migration from unfrozen region to freezing front is the main factor that causes frost heave during soil freezing, it is generally believed that the energy difference between two positions in soil drives the liquid water migrate to frozen region and leads waterredistribution when soil freezing. However, limited by technical means, the matric potential measurement in frozen soil is still an open problem. In this study, the relationship between matric potential, soil water content and frost heave was investigated by using the newly introduced pF meter matric potential sensor and the 5TM water content sensor that could liquid water content and matric potential in one-dimension saturated soil freezing. The results showed the temperature field change caused the change of the liquid pore water phase into the ice, led the destruction of the initial energy equilibrium in different position of the soil sample, and then caused the liquid water migrated from high potential area to a relatively low potential area. During the freezing experiment, we found that the 16-cm depth of the soil sample began to freeze when the experiment had been conducted for 4 hours, and the freezing was from top to deep soil. When the experiment had been conducted for 4 hours, the freezing arrived at 10-cm depth of the soil sample, and the frozen depth kept unchanged. After the experiment,the water content in 10-14 cm of the soil sample could reach as high as about 55%, and at the 6 cm soil sample height, the liquid water content in the unfrozen region reduced to 25.8%, which supported the moisture movement upwards to the upper part of the soil sample. The frost heave process of saturated soil could be divided into 3 stages: 1) In 0-4 h, the frost heave amount was smaller; 2) In 4-60 h, the frost heave amount increased rapidly and the segregation ice began to grow, the moisture migration process were active; 3) The growth of segregation ice tended to stabilize and the liquid water stoppedmigrating to the freezing front; Similarly, the soil matric potential would have response to the change of the liquid water content and the moisture migration during the freezing process. In the early stage of freezing, the liquid water content in frozen region decreased, and the soil matric potential below the freezing front lasted for 0. When the freezing had been conducted for 20 h, the soil matric potential near the upper cooling plate reached about -1000 kPa, and the soil matric potential in 14, 12, 10 cm of the soil samples was –55, –47.5, –30.2 kPa, respectively. When the freezing rate slowed down and the segregation ice began to grow, the liquid water tended to migrate upward, meanwhile, the soil matric potential below the freezing front decreased continuously, which were due to the liquid water migration from the unfrozen region to the frozen region. Results supported the moisture migration required 2 conditions: the matric potential difference between 2 positions in soil and the sufficient time. After the experiment, the distribution of the water content in the soil was consistent with that of the segregation ice lens. In the frozen region, the liquid water content was approximately linear with the temperature gradient, and in unfrozen region, the liquid water content was related to the amount of migrated moisture, but not related to the temperature gradient. The results provide an experimental basis for understanding frost heave mechanism and the establishment of frost heave model.【总页数】8页(P176-183)【作者】薛珂;温智;张明礼;李德生;高樯【作者单位】中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,兰州730000;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,兰州 730000;兰州理工大学土木工程学院,兰州 730050;中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,兰州 730000;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,兰州 730000;中国科学院大学,北京 100049【正文语种】中文【中图分类】TU411.2;S152.7【相关文献】1.冻结作用下复合填料水分迁移与冻胀特性研究 [J], 何忠意;邓安;王海波;倪林2.兰新铁路路基冻结过程中水分迁移及冻胀规律试验研究 [J], 夏琼;窦顺;赵成江3.室内土体单向冻结水分迁移的试验研究 [J], 曹成;陆建飞;李清涛4.土体冻结和冻胀研究的新进展——“国际地层冻结和冻结作用研讨会”论文综述[J], 徐学祖;何平;张健明5.土体单向冻结对土中水分迁移的影响 [J], 张婷;杨平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
季节冻土区保温路基设计参数
季节冻土区保温路基设计参数许健;牛富俊;牛永红;林战举;徐志英【期刊名称】《土木建筑与环境工程》【年(卷),期】2009(031)003【摘要】运用土壤冻结条件下水热耦合输移的基本方程和数值方法,模拟分析在不同的埋深、宽度、厚度和施工季节条件下,铺设XPS保温材料板对路基下季节冻土最大季节冻结深度在以后50年内随时间的变化.在数值模拟的基础上,提出在季节冻土区铁路路基工程中埋设保温层的合理深度、宽度及施工季节;总结分析保温板厚度和路基填土高度之间的关系.【总页数】7页(P83-89)【作者】许健;牛富俊;牛永红;林战举;徐志英【作者单位】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,冻土工程国家重点实验室,兰州,730000;中国科学院,研究生院,北京,100049;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,冻土工程国家重点实验室,兰州,730000;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,冻土工程国家重点实验室,兰州,730000;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,冻土工程国家重点实验室,兰州,730000;中国科学院,研究生院,北京,100049;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,冻土工程国家重点实验室,兰州,730000;中国科学院,研究生院,北京,100049【正文语种】中文【中图分类】U213.1【相关文献】1.季节冻土区水工建筑物防冻害保温措施 [J], 贾山;白霜2.季节冻土区高速铁路路基温度场及保温措施分析 [J], 闵树梁3.季节冻土区防冻胀护道对保温路基地温特征影响效果研究 [J], 许健;牛富俊;牛永红;林战举;徐志英4.季节冻土区保温法抑制铁路路基冻胀效果研究 [J], 许健;牛富俊;李爱敏;林战举5.季节冻土区高速铁路防冻胀路基保温强化特性分析 [J], 覃国强;张永伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
路基土中自由水分对公路病冻害影响的分析研究
路基土中自由水分对公路病冻害影响的分析研究【摘要】本文通过分析路基土中自由水分对公路病冻害的影响，旨在探讨自由水分在公路病冻害形成过程中的作用机理以及调控方法。
首先介绍了路基土中自由水分的含量和分布特征，然后阐述了公路病冻害的形成机理及自由水分在其中的影响机理。
接着探讨了针对自由水分的调控方法，并通过实验研究验证了自由水分对公路病冻害的影响。
结论部分指出自由水分是影响公路病冻害的重要因素，合理控制自由水分可减轻公路病冻害。
本研究对于公路建设和维护具有一定的理论和实践价值，对于提高公路的质量和安全性具有重要意义。
【关键词】关键词：路基土、自由水分、公路病冻害、研究、影响机理、调控方法、实验研究、结论。
1. 引言1.1 研究背景公路病冻害是指在冬季低温条件下，路面或路基因受冻融循环作用导致路面或路基结构发生裂缝、变形和沉陷等现象，严重影响道路的使用功能和安全性。
随着公路交通的发展和建设规模的扩大，公路病冻害问题越来越突出，给道路运营和维护带来严重挑战。
路基土中的自由水分是公路病冻害发生的重要因素之一。
自由水分的含量和分布特征直接影响着路基土的抗冻性能，过多或过少的自由水分都会导致路基土的抗冻性能下降，加剧公路病冻害的发生程度。
通过深入研究路基土中自由水分对公路病冻害的影响机理和调控方法，可以有效地提高公路路基的抗冻性能，减轻公路病冻害的发生程度，保障道路的正常使用。
对路基土中自由水分对公路病冻害的影响进行深入分析和研究具有十分重要的理论和实际意义。
1.2 研究目的本研究旨在探讨路基土中自由水分对公路病冻害的影响机理，为公路建设和维护提供科学依据。
具体目的包括：1. 分析路基土中自由水分的含量和分布特征，深入探讨其与公路病冻害之间的关系；2. 研究公路病冻害形成的机理，探讨自由水分在其中的作用机制；3. 探讨自由水分对公路病冻害的影响机理，阐明其对公路结构稳定性的影响；4. 探讨自由水分的调控方法，提出科学合理的控制手段和策略；5. 进行实验研究，通过对比分析路基土中自由水分含量与公路病冻害情况的关系，验证研究结论的可靠性和准确性。
高原高寒地区高速铁路保温护道路基温度场的分布研究
高原高寒地区高速铁路保温护道路基温度场的分布研究作者：***来源：《甘肃科技纵横》2020年第06期摘要：高原高寒区分布着广泛的季节性冻土，冬期时该区段高速铁路路基通常会产生比较严重的冻胀病害，为了减小外界低温对路基土体的影响，通过在路基两侧边坡铺筑保温护道对内部土体进行保温。
本文以兰新高速铁路为研究对象，调研了冻胀严重路段的冻胀情况，基于气温实测资料建立了温度场的边界条件，并运用ANSYS有限元软件，分析了不同护道高度对路基温度场分布的影响，研究了冬期路基沿断面横向和深度方向的温度变化特征。
研究结果表明：保温护道对距离路基中心较远的路肩和护道下方的土体冻胀影响较明显，能够有效缩小路肩部位的冻结深度。
研究成果对高速铁路路基冻胀的预防和整治具有一定的指导意义。
关键词：高速铁路;季节性冻土;路基冻胀;保温护道;温度场中图分类号：[U24] 文献标识码：A1.前言季节性冻土相对多年冻土更不稳定，冬期土体冻胀变形，当天气回暖，土体又会发生不同程度的融沉现象，常年保持周期性的冻融循环作用。
季节性冻土区的高速铁路尽管施工标准高，但难免在冻胀深度较大的条件下，路基表面仍会产生冻胀变形，引起无砟轨道结构的不平顺，严重情况下会对列车的运行安全产生威胁，增加线路的养护维修费用[1-6]。
目前冻土路基主要采用保温的措施来防治冻胀，常见的包括保温护道法和保温板法。
铺设保温护道不仅对路基填土起到保温作用，还能防止雨水通过边坡渗入路基土体[7-8]。
温度是路基冻胀的一个关键性因素，当土体温度降低到冰点以下时，内部的水分开始冻结，随着温度继续降低，未冻区的水分含量减少，路基的冻结深度增加[9-10]。
因此，温度场的分布反映了土体中水分冻结分布特征，研究不同高度的保温护道对路基温度场影响，对整治路基冻胀病害有重要的指导意义。
2.路基温度场模型的建立2.1 工程概况兰新高速铁路门源至浩门区段处于典型的高原高寒地區，线路通过海拔2500m左右的祁连山地段，地层多为洪积粉土、圆砾土和卵石土，路基周围多为耕地。
等温过程路基土体水分迁移特征分析
个稳 定 数值 ； 通量 与时 间呈 对数 函数递 减 关 系。基 于上述 试验 ， 用有 限元 法进 行 数值 模拟 的 水 应
结果表 明 ： 水量 计算值 与 试 验值 基 本 吻合 ， 明该 模 型 可应 用 于模 拟 地 下 水在 路 基 中的上 升 过 含 表
程 ； 水分 迁移 的整 个过 程 中 ， 中孔 隙水 压力 由土柱 底 端向上 逐 渐 减 小 ； 水分 迁 移过 程早 期 ， 在 土 在 土 体 内部 孔 隙水 压 力的 变化 比较 明显且 变化速 率 较快 ； 着 时间的推 移 ， 水 分 迁移过 程后 期 土体 内 随 在
．
ｆ ｎｄ ｔ ａ ｈｅ ｎｕ ｅ ｉａ ｅ ｕｌｓ ａ ｅ ｉ ｏ ｄ ａ ｒ ｅ ｅ ｔ ｗ ｉｈ ｔ ｅ ｅ ｐｅ ｉ ｅ ａ ａ ａ Ｔ ｈｅ ｍ ｏ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｙ ｏｕ ｈ ｔｔ ｍ ｒｃ ｌｒ ｓ ｔ ｒ ｎ ｇ ｏ ｇ ｅ ｍ ｎ ｔ ｈ ｘ ｒｍ ｎｔ ｌｄ ｔ ｄ ｌｉ ｈ ｒ ｂ
２ Ｓｔ ｔ ｅ ｂ ａ ｏｒ ｆＦｒ ｚ ｎ ＳｏｌＥｎ ｎｅ ｒｎ Ｃｏ ｄ ａ ｉ ｇｉｎｓ Ｅｎ ｉｏｎ ｅ ａ ｎｄ Ｅｎｇｉ ｅ ｉ ． ａ ｅ Ｋ ｙ Ｌａ ｏｒ ｔ ｙ ｏ ｏ ｅ ｉ ｇｉ ｅ ｉ ｇ， ｌ ｎｄ Ａｒｄ Ｒｅ ｏ ｖ ｒ ｍ ｎｔ ｌａ ｎｅ ｒｎｇ Ｒｅｓ ａ ｃ ｅ ｒｈ
１４ １
土 木 建 筑 与 环 境 工 程
第 ３ 巷 ３
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冻融作用下地基土水分迁移试验研究
冻融作用下地基土水分迁移试验研究徐爽;郭颖【摘要】为研究季节性冻融区地基土水分迁移的规律，对不同初始含水量以及温度梯度作用下的重塑土进行了冻融试验，试验结果表明：随着初始含水量的增加，土样水分迁移更加明显；温度梯度越大，土样冻结速率越大，水分聚集层越靠近暖端。
%In order to study the law of soil moisture transfer in the seasonal freezing and thawing area,the freezing and thawing tests were carried out on the reconstituted soil under different initial water content and temperature gradient. The results show that:with the increase of initial water content,soil moisture transfer is more obvious,the greater the temperature gradient,the greater the soil sample freezing rate,more closer the water collection layer approach to the warm port.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)024【总页数】2页(P56-57)【关键词】地基土;冻融试验;水分迁移;含水量;温度梯度【作者】徐爽;郭颖【作者单位】东北林业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨 150040; 东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司，黑龙江哈尔滨 150040【正文语种】中文【中图分类】TU448冻土广泛分布于我国中高纬度带和高海拔地区，其中多年冻土主要集中在青藏高原以及大小兴安岭，季节性冻土则遍布纬度高于24°的地区[1]。
室内土体单向冻结水分迁移的试验研究
成（ １ ９ ８ ８ 一） ， 男， 湖北鄂州人 ， 硕士研究生。
通信作者简介 ： 陆建飞（ １ ９ ６ ７ 一） ， 男， 江苏南 通人 ， 教授 ， 博士生导
师。研 究 方 向：岩 土 工 程、固 体 力 学 等。 Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ：ｌ ｊ ｆ ｄ ｏ ｃ ｔ ｏ ｒ＠
ｙ ａ ｈ ｏ ｏ ． ｃ ｏ ｍ。
范围更明显。 Βιβλιοθήκη 关键词黏土 单 向冻结 中图法分类号 Ｔ Ｕ ４ １ １ ． ９ １ ；
水分迁移
温度梯度 文献标志码 Ｂ
冻结速率
我 国是世 界上 多 年 冻 土 分 布面 积 的 大 国之 一 ， 多年冻 土和季 节冻 土 区分 布 面积分别 占全 国面 积 的 ２ １ ． ５ ％和 ５ ３ ． ５ ％ 。 随着交 通运 输 业 的蓬勃 发 展 ， 多年冻 土 的许 多地 区的各 种矿 产资 源得 到了迅 速 的
线性复合编程用于 一 ４ Ｏ一 １ ５ ０ ｏ Ｃ 温度范围内土体冻 融循环试验等。内箱材质为 Ｓ Ｕ Ｓ ３ ０ ４ ２ Ｂ高级不锈钢 板， 外 箱 材质 为冷轧 钢板静 电喷塑 ， 保 温材 料为 超细 玻璃保温棉 ， 整个箱体温度量程范 围内温度精确控 制， 内部 温度波 动范 围小 于 ０ ． １ ｏ Ｃ； 仪 表盘 显示 目标 温度 值 和实 际 温 度 值 ， 实 际设 置 、 显 示 分 辨 率 均 为 ０ ． ０ １ ｏ Ｃ， 可 以实 现对 温 度 的精 确 设 置 ， 可 以做 定 值 运行 和 编程运 行 。土试样 含水率 测试 采用 烘干 法测 量， 试 验有 烘箱 和 精 确 的 电子 天 平 。 同时试 验 采 用
开发和利用 ； 然而冻土区表层土的物理属性受其冻 结 过程 、 冻 土 的融 化 ， 以及季节 性或 长期性 温度 变化 等 因素 的影 响 。尤其 是 土体 在冻 结 状 态下 ， 大 多数 表现出相对隔水和较高的强度 ， 这些特征在冻土工 程设计 中非 常 重 要 Ｊ 。 为此 许 多 相 关 部 门做 了大
土壤冻结及冻土融化过程水热汽迁移特性及机理研究
土壤冻结及冻土融化过程水热汽迁移特性及机理研究土壤冻结及冻土融化过程水热汽迁移特性及机理研究冻土是指在地下埋藏的土壤、岩石等在低温条件下冻结成固态的土层。
在寒冷地区，冻土具有广泛的分布，它不仅对地表的土壤水分和热量有着重要影响，还对地下水热汽的运移有着显著的影响。
因此，研究土壤冻结及冻土融化过程中水热汽迁移的特性和机理对于寒冷地区的土地利用和环境保护具有重要意义。
首先，冻土的冻结过程会对水热汽的迁移产生影响。
当土壤开始冻结时，其中的水分会被逐渐转化为冰。
由于冰的密度大于水，冻结过程中会出现水分的聚集和富集现象。
这种现象被称为冻结膨胀效应。
冻土中的温度也会下降，从而增加了冻结膨胀效应的程度。
在冻结过程中，土壤孔隙中的水分被逐渐排斥出来，从而形成冻土边界、冻结前沿和冻结裂隙等。
这些冻土结构对水热汽的迁移起到了一定的屏障作用。
其次，冻土融化过程中的水热汽迁移也会受到土壤孔隙结构的影响。
当温度升高，冻土开始融化，固态的冰转化为液态的水。
融化过程中，土壤孔隙结构的变化会对水热汽的迁移产生影响。
在冻土中存在着不同尺度的孔隙，如微观孔隙和宏观孔隙等。
这些孔隙之间相互连接，组成了复杂的孔隙网络。
水分在冻土中可以通过这些孔隙的连通性进行迁移。
但是，在冻土融化过程中，土壤孔隙结构的改变会影响孔隙网络的连通性，从而影响水热汽的迁移。
此外，冻土及冻土融化过程中的温度梯度也对水热汽的迁移产生影响。
冻土中存在着不同温度的区域，从低温到高温逐渐变化。
这种温度梯度会导致水热汽在这些区域中进行迁移。
一般来说，水分和热量都是从高温区向低温区移动。
因此，在冻土及冻土融化过程中，水热汽会从温度较高的区域迁移到温度较低的区域。
这种迁移可以通过水分和热量的扩散和对流来实现。
最后，冻土及冻土融化过程中的水热汽迁移还会受到土壤的物理性质和化学性质的影响。
土壤的物理性质包括颗粒大小、堆积密度、孔隙度等。
这些物理性质会影响土壤孔隙结构和孔隙连通性，从而影响水的迁移。
冻结作用下土石坝护坡土石混合体水分迁移试验研究
冻结作用下土石坝护坡土石混合体水分迁移试验研究李卓;姜鑫;张继勋;赵昱;王虞清;鲁洋【期刊名称】《岩土工程学报》【年(卷),期】2024(46)5【摘要】土石坝护坡冻胀破坏主要由护坡砂砾料垫层、坝体填土自身冻胀和水分迁移共同作用引起。
针对寒区土石坝护坡普遍存在的隆起、错位、坍塌等冻胀破坏问题,以寒区某土石坝护坡工程砂砾料垫层、坝体填土为研究对象,采用自研的土石混合体水分迁移冻结模型试验装置系统,开展了补水条件下单向冻结模型试验研究,研究了温度、含石量、水分迁移对土石坝护坡土石混合体冻胀特性的影响。
研究结果表明:温度、含石量对土石混合体的冻胀特性影响显著;水分迁移受土石含量、温度和含水率影响,护坡砂砾料垫层和坝体填土含水率越大,冻结过程中水分迁移量越大,水分相变成冰的条件越充分;土、石分层对黏土温度变化影响较大,黏土和砾石分层可有效减小水分迁移量和冻胀量,对土石坝护坡防冻胀是有利的;土石混合体内部孔隙水相变成冰并在试样内部形成分凝冰是冻胀量增加的主要原因,土石混合体原位冻胀以及冻结过程中分凝冰的生长使冻胀量不断增加,且补水量越大,试样冻胀量就越大;不同温度、含石量下试样的冻胀量均随补水量的增加而基本呈线性增大,且含石量对冻胀量增加速率影响较小,温度对冻胀量增加速率影响较显著。
研究成果可为寒区土石坝护坡设计和运行管理提供科学依据和技术支撑,补充了碾压式土石坝设计规范中的护坡设计。
【总页数】9页(P959-967)【作者】李卓;姜鑫;张继勋;赵昱;王虞清;鲁洋【作者单位】南京水利科学研究院大坝安全与管理研究所;水利部大坝安全管理中心;河海大学水利水电学院【正文语种】中文【中图分类】TU433【相关文献】1.冰盖层作用下土石坝护坡的稳定分析2.冰盖层作用下土石坝护坡的稳定分析3.不同含石量条件下土石混合体击实特性试验研究4.分级动荷载下土石混合体滞回曲线形态特征试验研究5.冻融循环作用下土石混合体水-热-变形相互作用过程研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
土体冻结过程中基质势与水分迁移及冻胀的关系
２ ０ １ ７ ，３ ３ （ １ ０ ） ： １ ７ ６— １ ８ ３ ．（ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ｗｉ ｔ ｈ Ｅ ｎ ｇ ｌ ｉ ｓ ｈ ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ）
ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗｗｗ． ｔ ｃ ｓ ａ ｅ ． ｏ ｒ ｇ
ｄ ｏ ｉ： １ ０ ． １ １ ９ ７ ５ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２ — ６ ８ １ ９ ． ２ ０ １ ７ ． １ ０ ． ０ ２ ３
０ 引 言
土体 的冻胀 破坏 是寒 区最 常见 的工 程病害之 一 。冻 胀作用 除 了对地表 构筑物及埋置 于地 下的诸如地 热管等 设施造成 破坏之 外，还会 改变 土壤含水 率及水分 的分布 状况 ，对 农业种植 等都有 一定的影 响。关于土体冻 胀 的 研究 ，最早开始于 １ ９世纪 ２ ０年代Ｌ １ 。 Ｊ Ｉ ４ 】 。冻胀 的形成 与土冻 结时孔 隙水的原位冻 结有关 ，发生于冻结 过程 中 的水分迁移是导致冻胀 的最主要 因素［ ¨ 】 。若要掌握冻胀
薛
珂 。温
智 ，张明礼 ，李德生 ，高
樯． 土体冻结过程 中基质势 与水 分迁移 及冻胀 的关系 ［ Ｊ ］ ．农业工程学报 ，２ ０ １ ７ ，
３ ３ （ １ ０ ） ：１ ７ ６ —１ ８ ３ ． ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． １ １ ９ ７ ５ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２ — ６ ８ １ ９ ． ２ ０ １ ７ ． １ ０ ． ０ ２ ３ ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗｗ ｗ． ｔ ｃ ｓ ａ ｅ ． ｏ ｒ ｇ Ｘ ｕ ｅ Ｋｅ ， Ｗｅ ｎ Ｚ ｈ ｉ ， Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｍｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ， Ｌ ｉ Ｄ ｅ ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ， Ｇ ａ ｏ Ｑｉ ａ ｎ ｇ ． Ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｍａ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ， ｍｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ｍｉ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｆ ｒ ｏ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｖ ｅ ｉ ｎ ｆ ｒ ｅ ｅ ｚ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｓ ｏ ｉ ｌ ［ Ｊ ］ ． Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｓ ｏ ｃ ｉ ｅ ｙ ｔ ｏ ｆ Ａｇ ｒｉ ｃ ｕ ｌ ｕｒ ｔ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ（ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ＣＳ ＡＥ ） ，
原状与重塑黄土冻融过程渗透特性对比试验研究
原状与重塑黄土冻融过程渗透特性对比试验研究许健;王掌权;任建威;袁俊【摘要】通过冻融条件下西安Q3原状和重塑黄土的电镜扫描观测和三轴固结渗透试验,对比分析了冻融作用对原状和重塑黄土渗透特性的影响规律.结果显示:冻融条件下原状与重塑黄土微观结构均发生明显变化,土体胶结连接强度变差且颗粒排列更加松散,孔隙比增加,渗透性增强.冻融作用对原状和重塑黄土表面结构破坏均较严重,但原状黄土表面结构破坏程度较重塑黄土更为强烈;冻融过程产生的裂缝使得土中水分渗流和迁移的通道形成,导致原状与重塑黄土体渗透性增强.冻融条件下原状与重塑黄土渗透系数随含水率增加均先增大后减小,表现出抛物线变化特征;渗透系数随冻融次数增加均先增大然后趋于稳定,表现出指数增大特征;渗透系数随围压增大均先减小然后趋于稳定,表现出指数下降特征;相同条件下原状黄土渗透系数高于重塑黄土;原状与重塑黄土渗透系数差异随围压增大逐渐减小.%The influence of freeze-thaw action on the permeability of undisturbed and remoldedQ3 loess in Xi'an city is comparatively studied by the SEM and triaxial consolidation permeability tests.The experimental data indicates that the microstructure of undisturbed and remolded loess all changes significantly under freezing-thawing condition.The soil cementation structure is weakened,and then the particle alignment becomes more loose.Finally,the void ratio of soil increases and makes the permeability enhanced.Freezing-thawing makes the surface structure of undisturbed and remolded loess destroyed greatly,and has a bigger influence on the undisturbed loess.The cracks produced by freezing-thawing process become the main channel for water flow and migration,resulting in the obvious increase ofpermeability for undisturbed and remolded loess.With the increment of water content,the permeability coefficients for undisturbed and remolded loess all firstly increase and then decrease under freeze-thaw cycle condition,complying with the parabola law.With the increase of freezing-thawing times,the permeability coefficients all firstly increase and finally approach to a steady state,following the exponential rule.With the increment of cell pressure,the permeability coefficients all firstly decrease and finally reach a steady state,also following the exponential rule.The permeability of undisturbed loess is always greater than that of remolded loess under the same condition.Moreover,the permeability coefficient difference between undisturbed and remolded loess is smaller with the increase of cell pressure.【期刊名称】《工程地质学报》【年(卷),期】2017(025)002【总页数】8页(P292-299)【关键词】原状黄土;重塑黄土;冻融作用;微观结构;渗透性【作者】许健;王掌权;任建威;袁俊【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院西安710055;中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司西安710075;中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室兰州730000【正文语种】中文【中图分类】P642.13+1黄土是第四系干旱和半干旱气候条件下沉积的一种具有粒状架空接触结构的特殊土(刘祖典， 1996)，具有多孔性、崩解性及结构性特点。
季冻地区路基中的水分迁移机理及处理措施
季冻地区路基中的水分迁移机理及处理措施
冰冻地区路基的水分迁移机理及处理措施：
一、冬季冻地区路基水分迁移机理：
1、气温环境：冬季地势低的路基的由冷空气和冻土相结合的结果，使地面处
于低温状态，而路基基层、地基和根层则处于不同温度。
2、地表蒸发：随着气温变化，冬季气温较低，会降低路基地表波动，从而降
低地表蒸发，水分不易流失，形成水库。
3、吸附：冬季温度低，路基基层土壤吸附能力强，水分不易蒸发，形成水库。
4、渗流：由于基层土壤有比较好的渗导性能，部分水分从路面的表层流向路
基的下层，形成渗流，从而改变路基的水力均衡状态，有利于土壤后方的水稳定性，从而改变路基内部的水分迁移。
二、处理措施：
1、采用冬水管理技术：完善水分控制系统，控制路基的深层水渗透量，以防
止冻土对路基形成水分毒害，确保路基具有良好的可行性和水分稳定性。
2、合理设计排水系统：采取殃及措施，安装路基材料抗冻结能力强的排水系统，有效的排除路基内的水分，防止路基形成冻土或湿土。
3、进行抗冻耐湿工程：采用高抗冻耐湿性较强的路基材料，进行夹层抗冻耐
湿工程，防止冻土湿土对路基形成破坏，使路基水分稳定。
4、充分利用施工技术：加强组织施工，保证施工时冻土的稳定性，减少冻土
水分破坏，使路基形成水分较平衡状态，从而保证路基的稳定。
季节性冻土区路基水分横向迁移机理研究
季节性冻土区路基水分横向迁移机理研究摘要：本文基于harlan模型和吸附-薄膜理论，首先分析了发生横向水分迁移的水分类型和来源，进而分析了水分发生横向迁移的动力，最终结合已有工程处置方法，给出针对防止水分横向迁移相应的治理措施，并给出下一步研究试验的方向。
关键词：季节性冻土区，水分横向迁移，孔隙水，薄膜水中图分类号：tu752 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）10（c）-0022-02我国有一半以上的国土属于季节性冻土区，属世界第三冻土大国。
随着气候变暖，一方面加剧了现有季节性冻土区道路病害，另一方面也可能使多年冻土区遇到与季节性冻土区同样的道路病害问题，甚至对已建成建筑产生更严重的破坏。
因此，有必要加深对季节性冻土区路基病害问题的研究，特别是路基冻害的研究。
1 季节性冻土区路基冻害分析季节性冻土区路基冻害一直是困扰我国北方地区道路建设的一个重要问题。
在季节性冻土区，伴随着土中水冻结成冰和冻土中冰的融化而产生路基不均匀冻胀和融沉现象，进而表现为路面的裂缝、凸凹不平、鼓胀、翻浆等。
而路基冻胀主要是由于冬季气温下降，导致土体中的水尤其是外界补给水分的聚集冻结，同时土体的体积增大，进而引起路基冻胀。
事实上，自然条件下由于路基土质、水分及冻结条件的不均匀性，路基会产生不均匀冻胀，从而导致路面开裂；而春季融化时，上部冻土首先融化，而下部冻土不能及时融化，因此阻止了上部水分下渗，造成排水不畅，导致土颗粒间水膜增大，使土粒间摩擦阻力降低以至消失，也即使土的整体强度显著减弱，在行车荷载作用下，路面即发生开裂、翻浆等病害。
无论是冻胀还是融沉，都将造成路面平整度的降低甚至破坏，给道路的正常运行带来了安全隐患，同时也额外增加了公路养护费用。
2 水分横向迁移过程机理综合已有研究可知[1～3]，水分迁移作用是导致路基不均匀冻胀的主要原因，所以研究均会从水分迁移模型出发，进而研究路基冻胀和融沉作用机理，最后给出相应病害处治与防治方法。
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摘 要： 以 沈 哈 高 速 铁 路 沿 线的 粘 质黄 土 为研究对 象 ， 进 行了 冻 结 过程中 封 闭 系统 下 土 体 水 分 迁移试验， 试验结果表明： 试样中温 度 的 变 化 是 先 快 后 慢， 最终试样内部温度随深度的变化呈现出 一个 稳 定的 温 度 梯 度 分 布 ； 温度势对水分迁移的影响甚微， 温 度 梯 度 是导 致 含 水 量 梯 度 产 生 的一个 当 温 度 的变化 致 使 土 体 发 生 冻 结 时 ， 冻 结 区 的 液 态 水 含 量 急 剧 减 小， 从而引起其基 重 要 诱 导 因素 ， 质 势 能的 急剧 降 低 ， 促 使 土 中 未 冻 水 沿 着 温 度 降 低 的方向 迁 移 。 基于 上述 试 验 ， 通过 建立 二 维 温 度 场 与 水 分 场 耦 合 效应模 型 ， 应 用 有限 元 数 值 方法对室 内 封 闭 系统 下 模 型 试 件 的 温 度 场 、 水分场进行 了 数 值 模拟 ， 计算 值 与 实 测值 基 本 吻 合 ， 验 证 了 水 热 耦 合 数 值 计算 模 型的 正确 性 。 该模 型 可用 于 模 拟 季 节 性 冰冻 地 区 路 基 土 体 中 水 分 迁 移 的变化规 律 ， 为 冻胀防 治 提 供 依 据 。 关键词 ： 温度； 含水量； 水分迁移； 数 值 模拟 ＴＵ ４ ４ ５ 中图分类号 ： 文献标志码 ： Ａ
冻结过程路基土体水分迁移特征分析
２ ，牛富俊２，牛 永 红２，侯 仲杰３ 许 健１，
（ 西 安 建 筑 科 技大学 土 木 工程学院 ， 西安 ７ 中国 科 学院 寒 区 旱 区 环境 与 工程研究 所 １． １ ０ ０ ５ ５； ２． ； ） 冻 土 工程国家重点实验室 ， 兰州 ７ 长 安大学 特 殊 地 区 公 路 工程 教 育 部 重点实验室 ， 西安 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ３ ． １ ０ ０ ６ ４
等： 冻 结 过程 路 基 土 体 水 分 迁 移 特征分析 第 ４ 期 许 健 ， ， ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｉ ｎ ｓ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｌ ｆ ｒ ｏ ｚ ｅ ｎ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｉ ｎ ｆ ｒ ｏ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｖ ｅ ． ｐ ｇ ｐ ｇ ： ； ；ｍ ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ｍ ｉ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｇ ｙ 常 温 下 土 体 中 水 分 的 迁 移 主 要 是 由 基 质 势 和 对于季节性冰冻土体和多年冻土而 重力 势 引 起 的 ， 言， 地下水不仅 在 基 质 吸 力 和 重 力 作 用 下 会 上 升， 同时在温度梯 度 影 响 下 也 向 上 迁 移。温 度 梯 度 对 土体 介 质 中 水 分 迁 移 产 生 的 直 接 影 响 很 小 ， 但间接 作用很大。比如 相 变、 冻 结 和 融 化 过 程， 由于温度 分布 不 均 匀 会 导 致 未 冻 水 含 量 的 分 布 不 均 匀 ， 从而 引起水分迁移。同时水分 引起 介 质 基 质 势 的 变 化 ， 的迁 移 变 化 又 会 影 响 土 体 的 热 特 性 参 数 ， 从而影响 土体 温 度 场 的 分 布 。 因 此 ， 土体内部水分运动及含 水量 分 布 是 与 其 热 流 及 温 度 分 布 相 互 联 系 ， 相互作
Ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍ ｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ｍ ｉ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｕ ｂ ｒ ａ ｄ ｅ ｓ ｏ ｉ ｌ ｙ ｇ ｇ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ｅ ｎ ｔ ｐ ｇ
１ ２ ２ ２ ３ ， ， Ｘ Ｕ Ｊ ｉ ａ ｎ Ｎ Ｉ Ｕ Ｆ ｕ ｕ ｎ Ｎ Ｉ Ｕ Ｙ ｏ ｎ ｈ ｏ ｎ Ｈ Ｏ Ｕ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｉ ｅ ｊ ｇ ｇ， ｇ ｊ ，
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