關鍵詞： 等溫過程;非飽和土體;水分遷移;含水量

基金項目：973計劃前期研究專項課題基金資助項目（2010CB434813);國家高技術研究發展計劃（863計劃）項目（2008AA11Z103）;國家自然科學基金重點資助項目（41030741）;中交股份重大

作者單位

許健西安建筑科技大學 土木工程學院,西安 710055;中國科學院寒區旱區環境與工程研究所 凍土工程國家重點實驗室,蘭州 730000;

牛富俊中國科學院寒區旱區環境與工程研究所 凍土工程國家重點實驗室,蘭州 730000;中交第一勘察設計研究院有限公司 多年凍土區公路建設和養護技術交通行業重點實驗室,西安 710068;

牛永紅中國科學院寒區旱區環境與工程研究所 凍土工程國家重點實驗室,蘭州 730000;

侯仲杰長安大學 特殊地區公路工程教育部重點實驗室,西安 710067

摘要

以沈哈高速鐵路沿線的粘質黃土為研究對象,在恒溫狀態下進行了開放系統水分遷移試驗,試驗結果表明：在試件中引起水分遷移最主要的因素是基質勢和重力勢；土體中各點的含水體積分數從試件底部開始到試件頂部逐漸減小；毛細上升高度與時間呈冪函數增加關系,最終趨向于一個穩定數值；水通量與時間呈對數函數遞減關系。基于上述試驗,應用有限元法進行數值模擬的結果表明：含水量計算值與試驗值基本吻合,表明該模型可應用于模擬地下水在路基中的上升過程；在水分遷移的整個過程中,土中孔隙水壓力由土柱底端向上逐漸減小；在水分遷移過程早期,土體內部孔隙水壓力的變化比較明顯且變化速率較快；隨著時間的推移,在水分遷移過程后期土體內部孔隙水壓力的分布變化不明顯且變化速率較小,當滲流穩定時,孔隙水壓力沿著試樣高度呈線性分布。