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非饱和路基土的水分扩散与冷凝迁移试验研究

黄弈茗  
【摘要】:我国西南部地区由于自身的自然条件限制,在公路建设——尤其是非饱和土路基建设——方面存在如下几个方面的“先天不足”:(1)西南部地区年平均降雨量较大,容易造成路基土含水量增加,给路基施工及后续维护带来很大困难。(2)西南部地区降雨量分配不均,尤其是湖南省西部地区经常出现时晴时雨、昼晴夜雨等状况,使得路基土表层与内层的含水量产生较大差异。(3)西南部地区海拔较高的地方一天之内温差较大,一天内的温差可达10℃,造成路基土表层与内层形成温度差。 一般认为,路基土内的含水量会在温度场的作用下在内部以液态——气态——液态的方式进行迁移,这种迁移的影响范围和速度受到土质、温度差、压实度以及时间的影响。基于以上情况,并结合我国西南部地区高速公路路基施工的实际背景,本文设计了三套试验方案:试验方案一是利用人工热源及喷洒装置,模拟晴雨循环下路基土中水分的迁移,根据量测的数据,探讨不同路基压实度、不同干湿循环次数以及不同路基边坡角度的条件下,路基土中水分迁移的规律。试验方案二是利用恒温水浴锅以及保温隔热材料,创造一个恒定的温度场,观察并实测在此温度场下路基土中水分迁移的变化情况,并进一步探讨不同试验历时实度、不同温差下路基土中含水量的变化规律。试验方案三是利用恒温水浴锅及保温隔热材料,观察并实测三组不同干密度的土样在相同温度场下路基土中水分迁移的速度。最后,本文运用岩土工程软件,模拟并探讨了一处路基边坡在干湿循环的状况下其饱和区及边坡稳定系数的相应变化。


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