人工冻结砂土热力耦合模型分析

高亚飞，曹虎生，麻世垄

(1.陕西省一八五煤田地质有限公司，陕西 榆林 719000;

2.安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001)

0 引 言

在工程施工中，土体的冻胀、融沉会给道路和建筑物造成很大的危害，有必要对冻土施工中土体的冻胀融沉进行研究。何敏等[1]以饱和冻土多孔介质传热理论为基础，运用克拉伯龙方程揭示温度梯度对冻结区水分迁移的影响规律，简化数学计算模型，建立了实用性的水热力耦合数学模型；白青波等[2]基于热传导理论和达西定律理论，通过Comsol软件二次开发，运用偏微分方程对水热耦合求解，实现冻土水分场和温度场全耦合数值计算；刘建军等[3]建立多年冻土区的水热力耦合模型，考虑了水分迁移和冰水相变的影响，运用Comsol数值计算软件对多年冻土进行水热力耦合计算，得出了多年冻土的位移曲线；韩建泽[4]基于海相软土降温冻结过程中出现的二次相变现象，对温度场、水分场、应力场和盐分场控制方程进行修正，建立了水-盐-热-力四场耦合的人工冻结海软土冻胀预报模型；王永涛等[5]基于饱和青藏粉土在不同温度条件下的单向冻结试验，对冻结过程中冻胀速率和冻结厚度的影响因素进行研究分析，得出影响土体冻胀率变化的内在机理为土样冻结过程中由冰透镜体分凝冰所导致的未冻区固结和已冻区冻胀共同作用的结果；李锐阳[6]通过冻土理论和水热迁移的试验模拟及双圈管冻结模型分析，对深厚地层土壤水热迁移进行系统分析；……