基于Fick第二定律的非饱和土中汽态水等温扩散研究

• 作者: 刘飞飞 吴谦 张建勋 李颖颖 毛雪松 许铖
• 来源期刊: 中南大学学报（英文版）
• 关键词: 汽态水扩散系数 非饱和土 数学模型 初始含水率梯度 初始含水率分布 土的类型 温度
• 年，卷（期）: 2020,（7）
• 页码范围: 2017-2031
• 页数: 15页
• 字数: 732字
• 语种: 英文

摘要

干旱地区非饱和土中汽态水扩散是水分迁移的主要组成部分,这对农业和工程应用具有重要影响.为了揭示非饱和土中汽态水扩散机理,研制了汽态水扩散试验装置,进行了非饱和土汽态水扩散室内试验.试验结果表明非饱和土中汽态水扩散特性符合Fick第二定律.基于Fick定律,建立了等温条件下非饱和土汽态水扩散的数学模型,分析了初始含水率梯度、初始含水率分布、土体类型和温度等因素对汽态水扩散系数的影响.结果表明:用所建的数学模型计算的含水率与室内试验结果吻合较好;汽态水扩散系数随着初始含水率梯度和温度的增加而增大;在初始含水率梯度一定的条件下,汽态水系数随着这干土段和湿土段基质吸力比值的增大而增大;含水率和土颗粒粒径均对汽态水扩散系数有所影响,致使土体类型对汽态水扩散系数的影响比较复杂.