冻融条件下粉质黏土中吸附水和自由水动态变化规律

作     者：石亚军 马巍 杨成松 张莲海 尚飞 陈橙 SHI Yajun;MA Wei;YANG Chengsong;ZHANG Lianhai;SHANG Fei;CHEN Cheng

作者机构：冻土工程国家重点实验室(中国科学院西北生态环境资源研究院)兰州730000 中国科学院大学北京100049 磁共振冻土成冰过程动态分析联合实验室兰州730000 

出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)

年 卷 期：2024年第56卷第3期

页      面：89-97页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0705[理学-地理学] 070501[理学-自然地理学] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(41630636) 国家自然科学基金青年科学基金项目(41501072) 冻土工程国家重点实验室自主课题(SKLFSE-ZT-202107) 

主　　题：冻土 吸附水 自由水 冻融 核磁共振 

摘      要：为了研究粉质黏土中吸附水和自由水在冻融时的动态变化特征,探索土体冻融过程中土水之间物理过程。采用新型分层核磁测量技术,开展了含水量(质量分数)分别为21.1%,16.8%和12.0%的粉质黏土在封闭条件下的冻融试验,并采用电子显微镜扫描了冻融后不同深度土体的微观结构。试验结果表明:随着土体冻结过程持续,不同深度土体中自由水和吸附水均减少,且冻结区和非冻结区的自由水相对减少量均大于吸附水相对减少量;土样融化时不同深度土体中自由水和吸附水均增加;此外冻融作用导致冻结区吸附水减少,自由水增加;而未冻结区的吸附水和自由水均减少;冻融后冻结区的孔隙数量和孔隙体积增加,而未冻结区孔隙数量和孔隙体积减小。冻结过程中土体吸附水和自由水动态变化差异与水分子作用势的不均匀空间分布有关;冻融前后土体吸附水和自由水的重分布是水分迁移和土体微观结构变化共同作用的结果。