高温作用下非饱和黄土水热迁移试验研究

黄土的水敏性特点使其强度随含水率降低而大幅增加，高温疏干方法进行黄土加固具有广阔应用前景，研究高温作用下非饱和土水热迁移规律具有重要意义。通过自制高温水热迁移装置，进行不同高温水平下不同初始含水率黄土的水热迁移试验。试验结果表明：高温对水分具有显著驱动作用；当热端温度超过100℃时，试验初期贴近热源土体的水分被快速驱离，是气液相变导致的气态水迁移显著增加所致；含水率分布由峰值曲线逐渐演变为含水率单向增大的缓变曲线；热源温度越高，水分迁移通量越大。建立了高温水热迁移模型，并通过计算验证了模型的可靠性。以体积含水量表示计算所得水分场数据分析了高温和水分含量对水分迁移的综合影响机制，根据黄土高温水分迁移特征在不同体积含水量阶段的差异化表现，将高温水分迁移特征划分为3个区间。Ⅰ低体积含水量区间：水分迁移通量随体积含水量变化曲线呈现峰值曲线，水分主要迁移形式为气态水；Ⅱ中体积含水量区间：随体积含水量增大，气态水迁移通量减小的同时液态水迁移通量增大；Ⅲ高体积含水量区间：温度作用对水分迁移进程不产生影响。