粗粒盐渍土路基水热盐力耦合方程修正及试验验证

作     者：张莎莎 叶素纤 张林 杨晓华 陈伟志 ZHANG Sha-sha;YE Su-qian;ZHANGLin;YANG Xiao-hua;CHEN Wei-zhi

作者机构：长安大学公路学院陕西西安710064 山东省交通规划设计院山东济南250031 中国中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031 

基　　金：国家自然科学基金项目(51209006) 新疆维吾尔自治区交通运输厅科技项目(2014-08) 中国中铁重大科研项目(2017-重大-11-04) 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2020年第37卷第3期

页      码：31-40页

摘      要：为了研究粗颗粒硫酸盐渍土路基中的水盐迁移机理及路基内隔断层设置对水盐迁移的影响效果,并建立水盐迁移与路基盐胀、融陷变形的联系,基于非饱和土渗流和热传导理论,考虑水盐相变对水分场、温度场、盐分场和应力场的影响,分别针对已建立的水分场、温度场、盐分场进行满足粗颗粒硫酸盐渍土路基工程特性的修正,进而建立了适用于粗粒硫酸盐渍土路基水、热、盐、力场的耦合微分方程组。利用COMSOL Multi-physics软件建立了盐渍土路基水-热-盐-力场耦合数值模型,并通过室内大型粗颗粒盐渍土冻融循环试验结果对建立的数学模型的有效性进行验证。结果表明:在有地下水补给的冻融循环试验过程中,砾砂类硫酸盐渍土路基的低温影响敏感区域深度范围约为45 cm,土工布设置应综合考虑区域低温影响敏感深度和毛细水强烈上升高度;在毛细作用和温度影响下,砾砂盐渍土路基中的水、盐均向冷端迁移,其会导致土工布下方出现盐分聚集现象,其中硫酸根离子富集程度较强;隔断层可有效阻碍水盐纵向迁移路径,减弱水、盐向低温影响敏感区段迁移,从而达到减小路基盐胀、融陷的效果,同时减小路基变形的程度可以达到30%以上。

主 题 词：道路工程 水盐迁移 冻融循环试验 耦合方程 粗粒硫酸盐渍土 隔断层 

学科分类：08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-0268.2020.03.005

馆 藏 号：203888142...