正凍粉質(zhì)粘土水分遷移規(guī)律與不同介質(zhì)間冰膜形成機(jī)制的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著凍土區(qū)建設(shè)工程的日益增多，樁基工程得到了廣泛的應(yīng)用。樁基施工對(duì)凍土地基帶來(lái)的熱擾動(dòng)問(wèn)題，已經(jīng)受到了學(xué)者們的廣泛關(guān)注?；貎鲞^(guò)程中樁基承載力、沉降會(huì)直接影響后續(xù)工程的安全與穩(wěn)定;達(dá)到樁基凍結(jié)強(qiáng)度所需要的回凍時(shí)間會(huì)影響樁的設(shè)計(jì)、施工及后續(xù)工作的開(kāi)展;回凍過(guò)程中產(chǎn)生的位于樁土交界面的冰膜具有顯著的流變性，會(huì)影響樁基的長(zhǎng)期承載力穩(wěn)定性。因此，研究樁周土在回凍過(guò)程中的水分遷移規(guī)律以及樁-土界面冰膜的形成機(jī)理問(wèn)題是十分必要的。
　　以青藏鐵

2、路DK1047楚瑪河粉質(zhì)粘土多年凍土地基鉆孔灌注樁現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)為背景，研究了鉆孔灌注樁的施工對(duì)凍土區(qū)的熱擾動(dòng)，以及回凍過(guò)程中樁基地溫場(chǎng)分布，引出樁體回凍過(guò)程中水分遷移和冰膜現(xiàn)象研究的重要性。
　　樁體回凍過(guò)程中的水分遷移，不同于通常情況下的水分遷移，回凍過(guò)程中樁體材料與土體接觸，在兩種材料的交界面上伴隨著冰膜的產(chǎn)生。本文采用一維凍結(jié)模式研究正凍粉質(zhì)粘土在有樁體材料存在時(shí)的水分遷移現(xiàn)象。
　　借助低溫凍融循環(huán)試驗(yàn)箱XT5405、溫

3、度傳感器、FLUKE測(cè)試儀以及自主研制的裝置等試驗(yàn)儀器，組成一套室內(nèi)水分遷移的試驗(yàn)裝置。研究在單向凍結(jié)模式下，粉質(zhì)粘土試樣自上而下的凍結(jié)，凍結(jié)過(guò)程中通過(guò)調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱頂板和底板的溫度以達(dá)到控溫的目的。試驗(yàn)所用土樣采用粉質(zhì)粘土，試驗(yàn)時(shí)配置不同的初始含水量、不同干密度的試樣，控制不同的冷熱板溫度差，在一定的凍結(jié)時(shí)間下，研究在鋁板、混凝土板、有機(jī)玻璃板、木板等不同材料存在于土樣頂面時(shí)的水分遷移情況。測(cè)試凍結(jié)過(guò)程中試樣溫度隨時(shí)間的變化、凍結(jié)終了時(shí)含

4、水量的分布、凍結(jié)過(guò)程中凍脹量的變化、冰膜質(zhì)量及冰膜厚度等數(shù)據(jù)，并觀察凍結(jié)完成后試樣表面的現(xiàn)象。得到了，在不同工況下，正凍粉質(zhì)粘土中水分遷移隨時(shí)間的變化、隨深度的變化，各影響因素對(duì)水分遷移規(guī)律的影響，不同材料與土界面間冰膜的物理特性，土體凍結(jié)過(guò)程中的凍脹量分布及各因素對(duì)凍脹量的影響，土體表面在凍結(jié)過(guò)程中的伴生現(xiàn)象等。
　　基于有限容積法對(duì)試驗(yàn)中試樣進(jìn)行水熱耦合分析，選取相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式及介質(zhì)參數(shù)，得到了水熱耦合的數(shù)值計(jì)算結(jié)果。將數(shù)值計(jì)