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《西安建筑科技大学》 2004年
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非饱和土气态水迁移规律及其与液态水混合迁移的耦合计算

贺再球  
【摘要】: 非饱和土中水分迁移通常有液态水和气态水迁移两种形式。本论文进行了非饱和土气态水迁移的理论研究,得到非饱和土中气态水迁移引起的含水量变化方程。进而论文设计试验研究了非饱和土中气态水迁移的规律,考查了不同含水量梯度、不同含水量水平、不同密实度、不同迁移时间以及非饱和砂土和黄土这两种不同土性条件下气态水迁移量的大小,以及在上述不同条件下气态水迁移量约占总混合迁移量的比例,使我们可以定性地判断出非饱和土中气态水迁移的重要性。 实验揭示出:气态水迁移量大小同时受含水量水平和含水量梯度大小的影响。当一端含水量一定时,增加含水量梯度,则气态水迁移量增大;当含水量梯度相近时,气态水迁移量随含水量不同可能相差很大,这种情况下当较干段含水量特别小时,气态水迁移量相对较大;密实度的大小对于气态水迁移的影响并不明显,但对液态水和气态水的混合迁移有一定的影响,在相同的实验时间内,土体密实度较小,则混合迁移量相对较大;气态水迁移完成速度较快,所需时间较短;液态水迁移完成速度较慢,所需时间较长。当实验时间增长时,气态水迁移量略有增长,而混合迁移量增长较为明显,这时迁移量的增加主要来源于液态水的迁移。 气态水迁移量占混合迁移量的比例数值表明,通常非饱和土水分迁移中气态水迁移是不可忽视的。气态水迁移量占混合迁移量比例数值与土性、含水量水平和含水量梯度有关。对于同一种土,水源端自由水含量较小,而含水量梯度相对较大,则气态水迁移量所占比 西安建筑科技大学硕士论文 例将越大;另外,随着时间增长,气态水迁移量所占比例有减小的趋势。 最后论文结合非饱和土气态水迁移引起的含水量变化方程,推导了液态水迁移引起的 含水量变化方程,提出了非饱和土考虑气态水和液态水混合迁移的计算方法,编制差分计 算程序实现了一维恒温条件下液态水和气态水的祸合计算,并将程序结合试验条件进行了 应用,计算结果与试验结果较为吻合,表明了理论推导的可靠性和祸合计算思路的可行性。 本论文还进行了非饱和土中重力势计量方法的讨论,提出了重力势的计量应该与含水 量(饱和度)有关,应表达为梦:=z(s,)叨动,而不能千篇一律地按照梦;=脚gh来计算。 但由于确定该表达式需要大量的实验,本论文并没有得出具体的成果。文中只是进行了相 关的探讨。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU44

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