土体冻结过程中基质势与水分迁移及冻胀的关系

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	土体冻结过程中基质势与水分迁移及冻胀的关系
	薛珂 1; 温智 1; 张明礼 2; 李德生 1; 高樯 1
刊名	农业工程学报
	2017-05-23
卷号	33 期号:2017年10期页码:176-183
关键词	土壤冻结含水率温度冻胀分凝冰基质势 pF meter
ISSN号	ISSN：1002-6819
英文摘要	土体冻结过程中不同位置液态水的能量差引起了水分迁移与重分布,进而引发冻胀,关于势能差驱动下的冻土水分迁移问题一直由于技术手段的匮乏而没有完全解决。利用新近推出的可用于冻土水热研究的p F meter基质势传感器与5TM水分传感器,实时监测研究饱和青藏红黏土单向冻结过程中基质势-液态含水率-温度-含冰量-水分迁移量-冻胀变形之间在时间、空间上的耦合变化关系。结果表明:土体温度场变化引起内部液态水相变,打破了原有的能量平衡,试验结束后12~14 cm土样高处含水率最高达到55%,靠近冻融交界面处(10 cm)的未冻区含水率减小至25.8%,水分整体向冷端发生迁移;土体冻胀的快慢及冻胀量大小与水分迁移速率及数量具有线性关系;试验后土体内总含水率的分布与分凝冰透镜体的分布一致,已冻区液态含水率的分布与温度梯度近似成线性关系,未冻区液态含水率的分布与水分的迁移量有关,与温度梯度无关。此外,温度场对水分场的变化具有诱导作用但二者并不同步,当冻结速率减小到一定程度时水分才开始迁移,第10小时后温度场趋于稳定而水分迁移并未停止。研究成果揭示了土体单向冻结过程中液态水、基质势、温度等物理参数的动态变化过... 更多
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WOS研究方向	Construction & Building Technology
语种	中文
CSCD记录号	CSCD:6011283
内容类型	期刊论文
源URL	[http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/156603]
专题	土木工程学院
作者单位	1.中国科学院西北生态环境资源研究院, 冻土工程国家重点实验室, 兰州, 甘肃 730000, 中国; 2.兰州理工大学土木工程学院, 兰州, 甘肃 730050, 中国
推荐引用方式 GB/T 7714	薛珂,温智,张明礼,等. 土体冻结过程中基质势与水分迁移及冻胀的关系[J]. 农业工程学报,2017,33(2017年10期):176-183.
APA	薛珂,温智,张明礼,李德生,&高樯.(2017).土体冻结过程中基质势与水分迁移及冻胀的关系.农业工程学报,33(2017年10期),176-183.
MLA	薛珂,et al."土体冻结过程中基质势与水分迁移及冻胀的关系".农业工程学报 33.2017年10期(2017):176-183.