| 饱和土冻结过程中冰透镜体形成与分层 |
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| 引用本文： | 尹霄,黄润秋,罗会武,刘恩龙. 饱和土冻结过程中冰透镜体形成与分层[J]. 四川大学学报(工程科学版), 2017, 49(Z1): 89-95 |
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| 作者姓名： | 尹霄 黄润秋 罗会武 刘恩龙 |
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| 作者单位： | 四川大学水利水电学院,中交第二航务工程局有限公司技术中心,四川大学水利水电学院 |
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| 基金项目： | 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金资助（NO.SKLGP2014K006）；中科院率先行动百人计划择优支持项目； |
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| 摘 要： | 随着国民经济的发展，在寒区投入了大量的工程建设，研究冻土体的力学性质对寒区建设具有重大意义，建立能反映水分迁移及分凝冰形成过程的冻胀模型是冻土水-热-力三场耦合求解的关键。本文在已有的耦合模型基础上，考虑冰水界面吸力对水分驱动力的影响，推导并修改了总水头的表达式；考虑未冻土区导水系数与孔隙比有关，修改了渗透系数的表达式。计算结果表明：修改后的模型较原模型，孔隙结构出现不同程度的改变，进而造成冰透镜体形成和分布的差异。修改总水头后，模型的冻胀曲线呈较明显的“S”型，冰透镜体形成的厚度增加，形成冰透镜体时间提前；在未冻土区，由于渗透系数随孔隙比的减小而降低，从而导致水分迁移量大大减小，修改渗透系数后模型冻胀量较原模型明显减少，出现冰透镜体时间延后。基于模拟结果，本文从理论上分析了冰透镜体的形成与分层，指出只要在隔水层形成之前有足够的水分迁移至冻土区，冰透镜体都是可以形成的，而冰透镜体的分层取决于冰晶分离土颗粒贯穿形成冰透镜体的难易程度。结合达西定律，采用补水速率这一指标综合反映总水头及渗透系数对计算结果的影响，现有的分离判据可以用来解释最后一层分凝冰的形成，对于非最后一层冰透镜体，建议采用补水速率作为其形成的判断准则。
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| 关 键 词： | 水热力三场耦合；总水头；渗透系数；补水速率；冰透镜体；形成与分层 |
| 收稿时间： | 2016-09-01 |
| 修稿时间： | 2016-12-29 |
Formation and Stratification of Ice Lenses During Freezing of Saturated Soils |
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| Yin Xiao,Huang Runqiu,Luo Huiwu and Liu Enlong. Formation and Stratification of Ice Lenses During Freezing of Saturated Soils[J]. Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition), 2017, 49(Z1): 89-95 |
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| Authors: | Yin Xiao Huang Runqiu Luo Huiwu Liu Enlong |
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| Affiliation: | College of Water Resource & Hydropower, Sichuan University,Technology Center of CCCC Second Harbor Engineering Co. Ltd.,College of Water Resource & Hydropower, Sichuan University |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | the coupling of water, heat and stress hydraulic head hydraulic conductivity flux rate ice lenses formation and stratification |
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