文献类型：期刊文章

作　　者：杨高升[1] 白冰[1] 姚晓亮[2] 陈佩佩[3]

YANG Gao-sheng;BAI Bing;YAO Xiao-liang;CHEN Pei-pei(School of Civil Engineering,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China;State Key Laboratory of Eco-hydraulics in Northwest Arid Region,Xi’an University of Technology,Xi'an,Shaanxi 710048,China;School of Science,Beijing University of Civil Engineering and Architecture,Beijing 102616,China)

机构地区：[1]北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044 [2]西安理工大学省部共建西北旱区生态国家重点实验室,陕西西安710048 [3]北京建筑大学理学院,北京102616

出　　处：《岩土力学》

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金(No.2020YJS113);国家自然科学基金资助项目(No.51878035,No.51678043,No.51808026);西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室资助(No.2019KJCXTD-12)。

年　　份：2021

卷　　号：42

期　　号：1

起止页码：291-300

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2021_2022、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：为了研究多年冻土表层的水热分布情况,在非饱和冻土的能量守恒方程和水分迁移的质量控制方程的基础上考虑冰水相变和水汽相变过程,并考虑水汽运移传热及温度势对水汽迁移的影响,建立了非饱和冻土的水-热-汽耦合模型。采用光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,简称SPH)方法可方便地计算它们的演化过程。为此,在计算中先求解能量守恒方程的含冰量及气态水含量,再对未冻水含量和温度场进行求解,从而实现了温度场与水汽场的耦合。在此基础上,模拟计算了第1类热边界条件下半无限空间介质内非稳态温度场、体积含水率及水汽通量的分布情况,并将计算结果与未考虑耦合的解析解进行比较,结果显示水汽耦合的作用不容忽略。最后,针对处于季节性周期温度边界下路基的水热场的分布情况进行计算。研究表明,相比于水-热耦合模型,所建立的水-热-汽耦合模型得到的计算结果更为接近实际监测结果,可很好地揭示非饱和冻土中的水热汽迁移特征及其相变过程。

关 键 词：非饱和冻土  水汽迁移  相变 水-热-汽耦合  光滑粒子法

分 类 号：TU411]