关键词： 等温过程;非饱和土体;水分迁移;含水量

基金项目：973计划前期研究专项课题基金资助项目（2010CB434813);国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2008AA11Z103）;国家自然科学基金重点资助项目（41030741）;中交股份重大

作者单位

许健西安建筑科技大学 土木工程学院,西安 710055;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 冻土工程国家重点实验室,兰州 730000;

牛富俊中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 冻土工程国家重点实验室,兰州 730000;中交第一勘察设计研究院有限公司 多年冻土区公路建设和养护技术交通行业重点实验室,西安 710068;

牛永红中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 冻土工程国家重点实验室,兰州 730000;

侯仲杰长安大学 特殊地区公路工程教育部重点实验室,西安 710067

摘要

以沈哈高速铁路沿线的粘质黄土为研究对象,在恒温状态下进行了开放系统水分迁移试验,试验结果表明：在试件中引起水分迁移最主要的因素是基质势和重力势；土体中各点的含水体积分数从试件底部开始到试件顶部逐渐减小；毛细上升高度与时间呈幂函数增加关系,最终趋向于一个稳定数值；水通量与时间呈对数函数递减关系。基于上述试验,应用有限元法进行数值模拟的结果表明：含水量计算值与试验值基本吻合,表明该模型可应用于模拟地下水在路基中的上升过程；在水分迁移的整个过程中,土中孔隙水压力由土柱底端向上逐渐减小；在水分迁移过程早期,土体内部孔隙水压力的变化比较明显且变化速率较快；随着时间的推移,在水分迁移过程后期土体内部孔隙水压力的分布变化不明显且变化速率较小,当渗流稳定时,孔隙水压力沿着试样高度呈线性分布。