盐渍土在蒸发过程中的水盐相变行为研究

伴随蒸发过程，盐渍土孔隙内的溶液会产生汽化及结晶现象，且两种不同的相变间存在相互依赖性。为了揭示蒸发过程中的水盐相变特性，对盐渍土在蒸发过程中的汽化和盐结晶行为进行了理论和试验研究。首先，从热力学理论出发，通过考虑相间化学势平衡和Young-Laplace方程给出了起始结晶半径的理论表达，并分析了起始结晶半径与温度和相对湿度的关系。结合Van Genuchten土水特征曲线模型，建立了孔隙溶液浓度在不同状态下盐的溶解-结晶模型，并分析了温度和初始含盐量对盐结晶行为的影响规律。最后，通过开展控制温度和初始含盐量的蒸发试验结果对理论模型进行了验证。结果表明：环境湿度降低的过程中，土体温度以及初始含盐量对孔隙溶液中的水分和盐分相变有着显著的影响，土体温度越高，孔隙溶液中水分蒸发越快，液相最终饱和度越低；随着初始含盐量的增加，液相最终饱和度下降，盐晶体体积比增加。初始含盐量还会改变盐的盐析湿度，并且盐晶体的产生会抑制水分的蒸发。