非饱和土水热传输机理及其工程问题分析
作者：王铁行，罗扬，王娟娟 著
出版时间： 2018年版
内容简介
受到气候因素及其他水源、热源的影响，非饱和土体中的温度场和水分场是变化的。这种变化对工程的稳定性有重要影响，但因其复杂性尚存在诸多疑难问题，受到研究人员和工程技术人员高度重视。《非饱和土水热传输机理及其工程问题分析》介绍了作者在非饱和土体水热随气候等的动态变化及由此引起的土体变形和强度破坏等方面的研究成果，包含非饱和土体温度场、水分场、应力场和位移场的机理性研究和工程问题分析，以期对读者深刻认识和分析非饱和土体水热问题有所裨益。
目录
前言
第1章 土体非稳态相变温度场的有限元法 1
1.1 非稳态相变温度场的有限元方程 1
1.2 边界条件的处理 5
1.3 土体冻融相变的处理 7
1.4 求解的特点 8
第2章 土体热参数及工程边界条件的确定 10
2.1 冻土热参数的确定 10
2.2 黄土热参数的确定 12
2.3 土体工程边界条件的确定 19
2.3.1 相变列阵{P1} 19
2.3.2 辐射换热列阵{P2} 19
2.3.3 对流换热列阵{P3} 22
2.3.4 蒸发耗热列阵{P4} 23
第3章 土体温度场计算与工程问题分析 27
3.1 青藏高原多年冻土路基温度场计算分析 27
3.2 黄土路基温度场数值分析 36
3.3 黄土高原浅层土体温度场数值分析 40
3.4 黄土高原最大冻深问题研究 44
3.5 黄土高原路面温度季节变化及日变化分析 48
3.6 基于温度场分析的多年冻土路基临界高度研究 53
第4章 非饱和土水分迁移机理及计算模型 62
4.1 非饱和土体二维水分迁移的有限元控制方程 62
4.1.1 采用三角形单元的二维水分迁移的有限元控制方程 63
4.1.2 采用四边形单元的二维水分迁移的有限元控制方程 64
4.2 非饱和土体水分迁移驱动力讨论 68
4.2.1 重力水头 68
4.2.2 基质吸力水头 71
4.2.3 温度水头 73
4.2.4 相变界面水头 75
4.3 非饱和土体水分迁移求解方法及特点 76
4.4 非饱和土体气态水迁移方程 77
第5章 非饱和土水分迁移参数 84
5.1 考虑密度影响的非饱和黄土渗透系数的试验研究 84
5.2 考虑密度影响的非饱和砂土土水特征曲线研究 90
5.3 考虑温度和密度影响的非饱和黄土土水特征曲线研究 96
5.4 非饱和土体气态水迁移特征的试验研究 103
5.5 非饱和黄土结合水的类型和界限划分 109
5.6 考虑制样因素的黄土土水特征曲线试验研究 119
5.7 冻融循环对黄土渗透性各向异性的影响 124
第6章 非饱和土体水分迁移工程问题分析 132
6.1 非饱和黄土路基水分场的数值分析 132
6.2 考虑降雨影响的非饱和黄土边坡水分场分析 140
6.3 管沟渗水下的黄土地基水分场数值分析 146
第7章 非饱和土体水热耦合问题研究 153
7.1 土体水热力耦合问题研究意义、现状及建议 153
7.2 非饱和土体水热耦合参数研究 160
7.2.1 含水量对热参数的影响 160
7.2.2 温度场对水分迁移的影响 161
7.3 非饱和土体水热耦合计算 162
7.4 温度作用下非饱和黄土水分迁移研究 165
7.5 冻结作用下非饱和黄土水分迁移问题研究 173
7.6 冻结作用下非饱和黄土水分迁移模型试验研究 179
第8章 考虑水热影响的非饱和土变形及强度问题 189
8.1 考虑水热影响的冻土应力变形数值模型 189
8.1.1 瞬时变形 190
8.1.2 蠕变变形 192
8.1.3 自身体积变形 194
8.2 多年冻土地区路基冻胀变形分析 197
8.3 考虑含水量影响的非饱和原状黄土冻融强度试验研究 203
8.4 考虑含水量和制样因素的黄土真三轴强度试验研究 209
8.4.1 兰州土样应力-应变曲线 211
8.4.2 西安土样应力-应变曲线 215
8.4.3 兰州黄土抗剪强度参数 216
8.4.4 西安黄土抗剪强度参数 218
8.4.5 黄土剪切过程中应力比变化规律 220
8.4.6 不同物质结构黄土强度特性对比 221
8.5 膨胀土增湿变形特性的试验研究 224
8.5.1 原状膨胀土试验 225
8.5.2 重塑膨胀土试验 230
8.6 考虑含水量和密度影响的压实黄土直剪试验研究 231
8.6.1 压实黄土的黏聚力与物理指标的关系 232
8.6.2 压实黄土的内摩擦角与物理指标的关系 234
8.6.3 考虑含水量和干密度影响的抗剪强度的确定方法 235
第9章 黄土节理渗透及强度问题研究 238
9.1 黄土节理二维稳态流流量方程 238
9.2 黄土节理渗水问题的试验研究 247
9.3 含节理黄土体渗流数值模型 253
9.4 原状黄土人工节理抗剪强度特性的试验研究 264
参考文献 270
