基于广义Clapeyron方程的含盐土冻结特征曲线模型

• 作者: 周家作 孟祥传 张坤 沈正艳 陈盼 韦昌富
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 未冻水质量分数 化学势 核磁共振 残余水的质量分数 Clapeyron方程
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 土木与交通工程
• 页码范围: 2377-2385
• 页数: 9页
• 分类号: TU445
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2020.12.012

摘要

未冻水质量分数是评估盐渍土和滨海地区土体冻结过程地层稳定性的关键参数,其主要影响因素为温度和盐的质量分数.基于考虑溶质效应的广义Clapeyron方程,通过无盐分土冻结特征曲线得到冻土吸力的微分形式,联合考虑残余水的质量分数的Books-Corey模型,推导出在任意盐的质量分数和温度条件下冻土中未冻水质量分数的理论模型.开展冻结试验,利用核磁共振法获得不同水的质量分数、盐的质量分数下粉质黏土和粉土的冻结特征曲线.试验结果表明:未冻水质量分数随温度降低呈指数函数递减,在同一温度下未冻水质量分数随着初始溶液浓度的增加近似呈线性增加,不同初始水的质量分数下的无盐土体冻结特征曲线具有一致性,粉土相对于粉质黏土更容易达到残余状态.将理论模型与试验数据进行对比,验证了该模型能够较为合理地预测含盐土体的冻结特征曲线.