硫酸盐渍土热-质迁移试验与耦合模型

作     者：罗崇亮 余云燕 张璟 崔文豪 杜乾中 丁小刚 LUO Chongliang;YU Yunyan;ZHANG Jing;CUI Wenhao;DU Qianzhong;DING Xiaogang

作者机构：兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 河西学院土木工程学院甘肃张掖734000 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000 

出 版 物：《西南交通大学学报》 (Journal of Southwest Jiaotong University)

年 卷 期：2023年第58卷第2期

页      面：470-478页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081401[工学-岩土工程] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：甘肃省科技计划资助(22JR5RA325) 甘肃省优秀研究生“创新之星”资助(2022CXZX-528)。 

主　　题：非饱和盐渍土 单向冻结试验 传热传质 耦合模型 数值模拟 

摘      要：为研究西部寒旱区盐渍土传热传质行为,首先,在无压补给条件下进行非饱和硫酸盐渍土的单向冻结试验;其次,考虑结晶潜热、结晶阻抗及结晶消耗等因素,建立非饱和硫酸盐渍土水-热-盐三场耦合模型;最后,采用COMSOL Multi-physics对耦合模型进行数值模拟,将模拟结果与试验数据进行对比分析.研究结果表明:盐渍土内温度随冻结时长呈三阶段发展,逐步形成上冷下暖的温度梯度;在温度梯度和基质吸力双重驱动下,水、盐向冻结锋位置迁移,冻结锋位置水、盐含量出现峰值,峰值含水率、含盐量相较初始值分别增加2.16%和0.28%;冻结锋沿冻结温度线移动,形成冻结锋面;土柱最大冻结深度约为15.5 cm.