冻结过程路基土体水分迁移特征分析

以沈哈高速铁路沿线的粘质黄土为研究对象,进行了冻结过程中封闭系统下土体水分迁移试验,试验结果表明:试样中温度的变化是先快后慢,最终试样内部温度随深度的变化呈现出一个稳定的温度梯度分布;温度势对水分迁移的影响甚微,温度梯度是导致含水量梯度产生的一个重要诱导因素,当温度的变化致使土体发生冻结时,冻结区的液态水含量急剧减小,从而引起其基质势能的急剧降低,促使土中未冻水沿着温度降低的方向迁移.基于上述试验,通过建立二维温度场与水分场耦合效应模型,应用有限元数值方法对室内封闭系统下模型试件的温度场、水分场进行了数值模拟,计算值与实测值基本吻合,验证了水热耦合数值计算模型的正确性.该模型可用于模拟季节性冰冻地区路基土体中水分迁移的变化规律,为冻胀防治提供依据.     

土体单向冻结对土中水分迁移的影响

以江苏南京、苏州、无锡等地区典型的浅表土为研究对象,对非饱和土进行了单向冻结试验,研究了不同含水率、干密度以及冻结时间对土中水分迁移特性的影响。结果表明:试样冻结锋面的位置与冻结时间有关,冻结2 h后的发展速度(1.20 cm/h)略小于前2 h的发展速度(1.55 cm/h);土中水分迁移量及迁移范围与干密度成反比,试样顶端含水率减小值及底端含水率增加值与干密度大小有关;处于非饱和状态的淤泥质黏土初始含水率越大,经单向冻结后造成的水分迁移效果越明显;粉砂中易形成快速冻结,初始含水率对水分迁移能力影响不大;相同冻结条件下淤泥质粉质黏土冻结后各冻土段含水率增量基本相同。     

重塑黏土单向冻结过程中水分迁移试验研究

利用室内水分迁移试验装置,通过改变土体初始含水率和温度梯度,进行土样单向冻结试验,研究含水率和温度梯度对土体中水分迁移和土样冻结过程的影响。结果表明:土样冻胀后在上部冻结区产生了不规则网状裂缝,裂缝最密集区域含有大量冰晶体,导致此处出现含水率峰值,峰值大小主要受初始含水率影响,但其出现位置主要由温度梯度决定; 上部冻结区增加的含水量来源于外界水分补充和未冻结区的水分迁移,下部未冻区的含水率较初始状态降低,其降低程度主要受初始含水率控制; 在整个冻结过程中,外界水分一直向土样内部迁移,水分迁移速度先增大再降低,温度梯度增大导致入流量和入流通量相应增加,初始含水率越大则入流量越小; 土样冻胀速率和冻结速率主要受温度梯度影响,整体趋势都是先增大到峰值,再逐渐降低并趋于稳定。     

冻融过程中重塑土水盐迁移试验研究

为探究盐渍土地基冻融过程中的水盐迁移规律,以内蒙古东部典型盐渍土为研究对象,通过改变土样冷端温度,初始含水率,干密度和含盐量等因素,进行室内重塑土单向冻结,双向融化试验。结果表明：试样温度的改变存在滞后性,离冷端越近,温度变化越敏感;在冻结过程中,土样初始含水率、干密度或者含盐量的增大,将造成冻结锋面的移动速度减小。试件水分迁移量随着初始含水率的增大而增大;当初始含水率较低时,冷端温度的变化对水分迁移影响较小,只有当初始含水率足够大时,迁移量才随着冷端温度的降低而增大;土溶液冻结和电导率突变存在关联性;含盐量的增加,会抑制水分迁移。试件整体盐分迁移量随着冷端温度的降低而增大;只有当冷端温度足够低时,盐分迁移量才会随着初始含水率的增大而增大;增大干密度会减少盐分迁移;含盐量的增多,使盐分往试件暖端方向汇聚。     

种子干燥过程中水分迁移的传热传质机理

运用工程热物理和种子生物学科交叉的研究方法,对白菜种子进行干燥动力学实验的同时做了种子的生理实验研究。研究结果表明,干燥条件略有不同就可在种子内部造成不同的水势梯度,同时一定频率与振辐的振动亦能使种子内部毛细孔中水分的流动阻力减小而有利于传质,但传质的优劣则取决于外界的传热条件,这为干燥动力学的研究确定优化的供热方案提供了理论基础与技术依据。     

重塑土冻融过程中水分迁移试验研究

为了定量研究重塑土中水分在冻融过程中的迁移,借助XT5405B型高低温冻融循环试验箱、DT615数字采集系统和T型热电偶等试验仪器,组成一套室内水分迁移试验装置.试验在几何尺寸、实验环境等相同的条件下,改变初始含水量或温度模式,研究单个因素对水分迁移的影响.通过试验观察裂缝现象、水分积聚现象、冻结后含冰不均匀现象等结果,对冻融过程中进行温度场以及冻融前后含水量的变化进行分析.研究结果表明:土样冻结后在试样中间会出现含水量明显增大的土层,出现的位置受初始含水量的影响不明显,受控温模式影响较明显;土中水的冻结温度与含水量有关;继续融化到设定位置后,在融冻界面处会出现水分积聚的土层,初始含水量越大,水分积聚现象越明显等.     

室内土体单向冻结水分迁移的试验研究

以江苏镇江、扬州等地区具有代表性的表层黏土为研究对象,对土体进行了单向冻结实验,研究了不同饱和度、不同温度梯度、不同冻结速率及不同补水条件下土体中水分迁移的现象.实验结果表明:在有外界水源补给的条件下,土体冻结时间越长,非饱和土中水分迁移现象范围越大,对于饱和土每层含水率基本波动范围不大;温度梯度越大,土体完全冻结且水分迁移达到稳定状态所需时间越短,水分迁移的范围越广;在无水源补给的条件下,冻结速率越大,土试样中水分迁移分布曲线变得越平缓;相对于无外界水源补给条件下,有外界水源补给的试样最终完全冻结时水通量更大,土样中水分迁移分布的范围更明显.     

水分迁移对高山草甸区非冻结路基土的影响

高山草甸区域内道路冻胀、翻浆等病害大量发生,水分迁移是产生冻胀翻浆病害的主要原因.为了研究初始含水率、细颗粒含量及入流通量对非冻结路基土中水分迁移的影响.依托拉妥至芒康公路改建工程,进行室内试验.结果表明:当土体处于最佳含水率时,不同细颗粒含量的土样毛细水上升高度不同;在一定细颗粒含量范围内,土体总入流量及入流通量随细...     

冻融循环对黄土电阻率及水分迁移影响的试验研究

电阻率为土体的固有特性,与土中水含量、颗粒排列和链接方式有着密切的关系。为了研究冻融循环次数对黄土的电阻率的影响,对经历不同冻融循环次数的不同含水状态黄土的电阻率进行了试验研究,分析了黄土电阻率与含水量、冻融循环次数的关系,建立了考虑含水量、冻融循环次数的非饱和土电阻率模型。试验结果表明:干密度一定时,电阻率随着含水量的增高而快速降低,当含水量达到26%后,电阻率变化规律逐渐趋于稳定;当冻融循环次数少于5次时,电阻率随着冻融循环次数的增加缓慢增长;冻融循环次数超过5次后,电阻率值逐渐趋于稳定。通过对冻融前后土样不同区域的含水量值的比较可知,冻融循环作用后,土中水总体呈现出从中心向四周的扩散的迁移规律。     

不同供给源下的粗粒土水盐迁移特性分析

为探究不同供给源下的粗粒土水盐迁移时空分布特性,根据新疆盐渍土地区的实际工况,选择氯盐为研究对象,掺配3种不同细粒掺量的粗粒土,开展不同压实度与不同供给源组合的粗粒土水盐迁移试验,分析在不同供给源下,细粒掺量与压实度对粗粒土水盐迁移时空分布的影响。结果表明：随着细粒掺量由10%、20%、30%依次递增,水盐迁移趋势逐渐显著;压实度对水盐迁移的影响会因供给源的不同而不同;盐溶液供给源下的水盐迁移速率较小,但迁移高度较高;盐渍土供给源下的水盐前期迁移速率较大,但后期迁移速率有所减小。盐溶液供给源宜选用细粒掺量少的粗粒土进行换填,并尽可能提高压实度;盐渍土供给源的盐渍土部分宜适当降低压实度,换填非盐渍土宜选用细粒掺量为20%左右的粗粒土并提高压实度,由此控制水盐迁移水平。研究成果可为粗粒盐渍土路基结构设计提供一定的理论依据和技术支持。     

强化开采及油气重新运移聚集形成剩余油机理研究

运用流体势原理和油气运移成藏理论,研究了油田注水开发中强化开采及油气重新运移聚集形成剩余油机理和剩余油的分布规律。认为以储层非均质性和构造为主的静态因素与水动力、重力、浮力和毛细管力以及摩擦力等构成的动态因素共同控制剩余油的分布。其中水动力和浮力为油气重新运移聚集的主控因素。油藏内剩余油运移聚集遵循由高势区向低势区运聚的流体势原理。油藏内的低势闭合区是油气重新运移聚集的有利区域。研究结果表明,高含水后期剩余油分布总体上可以总结为"普遍分布、局部富集"。     

埕岛复杂油气田的油气运聚系统分析

利用油气藏地球化学参数和指标，对坦岛复杂油气的油气聚集，运移系统进行了研究，按油气的地球化学特征和储集空间的差异性将其划分为埕北断裂及主体带，斜坡带和CB30潜山带三大类油气聚集系统，按油气源，运称途径等的不同将其划分为三种油气运移系统，即埕北凹陷－埕北断裂及主体带，沙南（中）凹陷－斜坡带和渤中，桩东凹陷－GB30构造带，最终归纳出单凹陷－它源－断裂带式，单凹陷－它源（自源）－斜坡带式和双凹陷－它源－断裂带式三种油气运聚模式。     

春季松嫩平原盐渍土积盐机理探讨——以吉林省松原市长岭县十三泡地区为例

松嫩平原地处半湿润半干旱内陆季风气候,干湿分明,春季增温迅速,风力强劲,土壤蒸发强烈.冻融时期,盐渍土壤水热盐分布格局与非冻融性盐渍土存在显著差异.研究冻融土壤的水盐分布格局表明:土壤饱和含水量线呈现"＞"形分布结构,总盐分含量和碱化度(ESP)的等值线呈"(∧)"形分布结构.消融期季节,地温梯度具有多向性和双似冻层的土体热力构型.冻融季节,水分分布场、地热格局和盐分分布场有密切相关.根据系统统动力学原理,建立水热盐复合模型,寻求春季盐渍土积盐机理,为松嫩平原盐渍土壤资源开发利用提供理论基础.     

南疆盐渍土路基盐分迁移特性及阻盐技术研究

为研究南疆盐渍土地区城市道路在工后运营过程中路基盐分运移特性,依托阿拉尔市军垦大道延伸段工程,选取有代表性的试验路段,进行了自然环境条件下路基盐分迁移长期监测试验。基于实测数据,分析了盐分渗入路基路面的途径,提出了相应的隔断措施。试验结果表明:在横断面方向,即同一埋深不同水平距离位置的盐分由路两侧向路中心逐渐迁移,最后达到一种动态平衡;在竖直方向,即同一水平距离不同埋深位置的盐分由下向上迁移,并且在不同材料分界处出现聚盐区域。自上而下依次为,第一层处于级配砾石下基层中,第二层处于天然级配砂砾垫层中,第三层处于路基土上路床中。为此,提出双向截盐控盐的隔断措施,并通过ANSYS进行数值模拟,即在道路两侧与林带之间设置混凝土挡水墙阻断林带水携盐渗入路面结构层,在路基土顶面采用风积沙隔断层抑制毛细水携盐渗入路面结构层。     

盐水入侵现象及其对电厂取水口位置的影响分析

通过对河口盐水入侵现象的分析,结合电厂温排放的实际情况,阐述了均质水体温排水的温度分布及取水口布置的一般规律,分析了盐水入侵时电厂温排水的影响,提出了盐淡水分层中取排水位置选择应关注的问题.     

地下滴灌条件下土壤水盐运移特点的试验研究

为探讨新疆盐碱土地下滴灌条件下土壤水盐运移的特点,进行了一定供水条件下地下滴灌入渗实验,并观测了大田地下滴灌条件下土壤水分和盐分数据,结果表明地下滴灌条件下土壤水盐运移的特点是：滴头附近含水量最高,并向周围湿润锋处逐渐降低,对于均质中壤土,则均匀降低,湿润体近似圆柱,垂直方向土壤含水量和含盐量的分布图类似抛物线,而含盐量的分布则是在滴头附近最低,向周围湿润锋处逐渐升高,即含水量和含盐量的分布范围基本相同,含量高低相反。     

曹台变质岩潜山油气的运移与成藏特征

基岩潜山油藏具有油气成藏的两种特征 ,即外来的油源和裂缝性储集空间 .辽河油田曹台潜山油藏的形成与烃源岩的演化和潜山圈闭的形成演化以及油气的运移密切相关 .在岩心观察与描述的基础上 ,利用薄片观察裂缝充填的方解石碳氧同位素分析 ,结合基岩潜山圈闭的形成与演化过程 ,探讨了辽河大民屯凹陷曹台变质岩潜山的成藏特征 .研究表明 ,潜山西侧凹陷烃源岩于沙二期 (Es2 )成熟供烃 ;潜山圈闭在沙三期末 (Es3 )定型 ,在东营早期 (Ed)成藏 ;边界断层为油气运移提供了良好的通道 ;油气以垂向运移 ,侧向注入的形式运移至潜山圈闭中 ;基岩中发育的裂缝系统为油气的储集空间 ;形成了烃源岩生烃、储集、运移和圈闭演化相互匹配良好的成藏模式 .