非飽和土水熱傳輸機(jī)理及其工程問題分析

目錄
前言
第1章 土體非穩(wěn)態(tài)相變溫度場的有限元法 1
1.1 非穩(wěn)態(tài)相變溫度場的有限元方程 1
1.2 邊界條件的處理 5
1.3 土體凍融相變的處理 7
1.4 求解的特點(diǎn) 8
第2章 土體熱參數(shù)及工程邊界條件的確定 10
2.1 凍土熱參數(shù)的確定 10
2.2 黃土熱參數(shù)的確定 12
2.3 土體工程邊界條件的確定 19
2.3.1 相變列陣{P1} 19
2.3.2 輻射換熱列陣{P2} 19
2.3.3 對流換熱列陣{P3} 22
2.3.4 蒸發(fā)耗熱列陣{P4} 23
第3章 土體溫度場計算與工程問題分析 27
3.1 青藏高原多年凍土路基溫度場計算分析 27
3.2 黃土路基溫度場數(shù)值分析 36
3.3 黃土高原淺層土體溫度場數(shù)值分析 40
3.4 黃土高原最大凍深問題研究 44
3.5 黃土高原路面溫度季節(jié)變化及日變化分析 48
3.6 基于溫度場分析的多年凍土路基臨界高度研究 53
第4章 非飽和土水分遷移機(jī)理及計算模型 62
4.1 非飽和土體二維水分遷移的有限元控制方程 62
4.1.1 采用三角形單元的二維水分遷移的有限元控制方程 63
4.1.2 采用四邊形單元的二維水分遷移的有限元控制方程 64
4.2 非飽和土體水分遷移驅(qū)動力討論 68
4.2.1 重力水頭 68
4.2.2 基質(zhì)吸力水頭 71
4.2.3 溫度水頭 73
4.2.4 相變界面水頭 75
4.3 非飽和土體水分遷移求解方法及特點(diǎn) 76
4.4 非飽和土體氣態(tài)水遷移方程 77
第5章 非飽和土水分遷移參數(shù) 84
5.1 考慮密度影響的非飽和黃土滲透系數(shù)的試驗(yàn)研究 84
5.2 考慮密度影響的非飽和砂土土水特征曲線研究 90
5.3 考慮溫度和密度影響的非飽和黃土土水特征曲線研究 96
5.4 非飽和土體氣態(tài)水遷移特征的試驗(yàn)研究 103
5.5 非飽和黃土結(jié)合水的類型和界限劃分 109
5.6 考慮制樣因素的黃土土水特征曲線試驗(yàn)研究 119
5.7 凍融循環(huán)對黃土滲透性各向異性的影響 124
第6章 非飽和土體水分遷移工程問題分析 132
6.1 非飽和黃土路基水分場的數(shù)值分析 132
6.2 考慮降雨影響的非飽和黃土邊坡水分場分析 140
6.3 管溝滲水下的黃土地基水分場數(shù)值分析 146
第7章 非飽和土體水熱耦合問題研究 153
7.1 土體水熱力耦合問題研究意義、現(xiàn)狀及建議 153
7.2 非飽和土體水熱耦合參數(shù)研究 160
7.2.1 含水量對熱參數(shù)的影響 160
7.2.2 溫度場對水分遷移的影響 161
7.3 非飽和土體水熱耦合計算 162
7.4 溫度作用下非飽和黃土水分遷移研究 165
7.5 凍結(jié)作用下非飽和黃土水分遷移問題研究 173
7.6 凍結(jié)作用下非飽和黃土水分遷移模型試驗(yàn)研究 179
第8章 考慮水熱影響的非飽和土變形及強(qiáng)度問題 189
8.1 考慮水熱影響的凍土應(yīng)力變形數(shù)值模型 189
8.1.1 瞬時變形 190
8.1.2 蠕變變形 192
8.1.3 自身體積變形 194
8.2 多年凍土地區(qū)路基凍脹變形分析 197
8.3 考慮含水量影響的非飽和原狀黃土凍融強(qiáng)度試驗(yàn)研究 203
8.4 考慮含水量和制樣因素的黃土真三軸強(qiáng)度試驗(yàn)研究 209
8.4.1 蘭州土樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線 211
8.4.2 西安土樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線 215
8.4.3 蘭州黃土抗剪強(qiáng)度參數(shù) 216
8.4.4 西安黃土抗剪強(qiáng)度參數(shù) 218
8.4.5 黃土剪切過程中應(yīng)力比變化規(guī)律 220
8.4.6 不同物質(zhì)結(jié)構(gòu)黃土強(qiáng)度特性對比 221
8.5 膨脹土增濕變形特性的試驗(yàn)研究 224
8.5.1 原狀膨脹土試驗(yàn) 225
8.5.2 重塑膨脹土試驗(yàn) 230
8.6 考慮含水量和密度影響的壓實(shí)黃土直剪試驗(yàn)研究 231
8.6.1 壓實(shí)黃土的黏聚力與物理指標(biāo)的關(guān)系 232
8.6.2 壓實(shí)黃土的內(nèi)摩擦角與物理指標(biāo)的關(guān)系 234
8.6.3 考慮含水量和干密度影響的抗剪強(qiáng)度的確定方法 235
第9章 黃土節(jié)理滲透及強(qiáng)度問題研究 238
9.1 黃土節(jié)理二維穩(wěn)態(tài)流流量方程 238
9.2 黃土節(jié)理滲水問題的試驗(yàn)研究 247
9.3 含節(jié)理黃土體滲流數(shù)值模型 253
9.4 原狀黃土人工節(jié)理抗剪強(qiáng)度特性的試驗(yàn)研究 264
參考文獻(xiàn) 270