土体冻结物理场演变与冻胀问题研究PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 冻胀带来的问题 1

1.2 土体冻结与冻胀问题研究概况 3

第2章 土体的热物理性质 15

2.1 土体的冻结特性 15

2.1.1 未冻水测试技术的发展 15

2.1.2 未冻水含量的理论分析 19

2.1.3 未冻水含量经验公式 22

2.2 土体及冻土的导热系数 24

2.2.1 串联并联公式及几何平均公式 24

2.2.2 Kersten经验公式 25

2.2.3 De vries公式 28

2.2.4 Johansen公式 30

2.3 冻土的渗透性能 34

第3章 土体冻结过程中的温度场计算 46

3.1 一维相变导热问题解析解 46

3.1.1 Stefan问题 46

3.1.2 线热源问题 48

3.2 考虑土体的连续相变 51

3.2.1 半无限大区域 51

3.2.2 线热源问题 65

3.3 两个温度场计算模型的对比 76

3.3.1 等效热容模型 77

3.3.2 问题及其求解 77

3.3.3 算例分析 85

3.3.4 小结 89

第4章 土壤冻结过程水热耦合计算 92

4.1 Harlan水热耦合模型 92

4.2 有限容积法 94

4.2.1 简介 94

4.2.2 节点方式及节点参数 95

4.2.3 控制容积积分法 98

4.3 Harlan模型的有限容积离散 100

4.3.1 现有数值计算中存在的问题 100

4.3.2 方程系统变形 102

4.3.3 有限容积离散 103

4.3.4 特殊节点的离散 106

4.3.5 时间步长的确定 110

4.4 水热耦合数值计算及试验对比 111

4.4.1 石英粉的水平冻结 111

4.4.2 张掖壤土的竖直冻结 116

4.4.3 阻抗因子的影响 121

4.5 水分迁移对温度场的影响 123

4.6 其他典型物理场耦合类模型简介 128

4.6.1 水热力耦合模型 128

4.6.2 热力学模型 130

第5章 透镜体的生长理论 137

5.1 分凝势模型及其建立 137

5.1.1 概述 137

5.1.2 分凝势模型的建立 139

5.2 分凝温度类比方法 145

5.3 透镜体生长的准稳态过程模型 150

5.3.1 准稳态过程的概念 150

5.3.2 透镜体生长准稳态过程的数学描述 152

5.3.3 模型退化为稳态时的情形 155

5.4 透镜体生长新水热耦合模型 157

5.4.1 水热耦合的思路及存在的问题 157

5.4.2 固体表面水膜热力学理论 159

5.4.3 新水热耦合体系 162

5.4.4 透镜体的生长过程 165

第6章 分离冰冻胀模型及数值计算 174

6.1 刚性冰模型介绍 174

6.2 透镜体的形成 177

6.2.1 现有判定准则小结 178

6.2.2 透镜体的形成分析 181

6.3 分离冰冻胀模型体系 186

6.3.1 模型的方程体系 186

6.3.2 模型的历史体系 190

6.4 分离冰冻胀模型数值计算 194

6.4.1 数值计算流程图 194

6.4.2 有限容积离散 195

6.4.3 五对角阵算法 200

6.5 分离冰模型算例及试验对比 204

6.5.1 徐学祖试验 204

6.5.2 Konrad试验 209

6.6 其他典型分离冰类模型简介 213

6.6.1 离散透镜体模型 213

6.6.2 Konrad and Duquenoi模型（1993） 217

第7章 间歇冻结控制冻胀试验与机理 225

7.1 冻胀控制研究概况 225

7.2 间歇冻结试验设计 229

7.3 间歇冻结试验设备和试验材料 229

7.4 间歇冻结试验步骤和方法 233

7.5 间歇冻结试验结果与分析 235

7.5.1 连续冻结模式试验 235

7.5.2 控制冻深的间歇冻结模式试验 243

7.5.3 两种冻结模式下的冻胀对比分析 252

7.6 间歇冻结控制冻胀机理分析 253

7.7 间歇冻结控制冻胀机理进一步分析 258

7.7.1 计算参数 258

7.7.2 试验对比及讨论 262

7.8 小结 265