饱和粉土冻结过程中的水分迁移试验研究.docx

饱和粉土冻结过程中的水分迁移试验研究
摘要：
饱和粉土在冻结过程中水分的迁移是影响土壤物理力学性能的重要因素之一。该试验通过采用冻结-融化的方式模拟饱和粉土的冻结过程，利用水分迁移试验研究了饱和粉土在冻结过程中水分的迁移规律及其对土壤物理力学性能的影响，为深入理解饱和粉土冻结机理提供了实验基础。
关键词：饱和粉土；冻结；水分迁移；物理力学性能；试验研究
正文：
一、背景
饱和粉土是土工、建筑工程中常用的一种土壤类型，具有孔隙率大、密实性差等特点。在冻结过程中，由于水分的冻结和融化过程不同，使得土壤内部的水分发生迁移，进而影响土壤力学性能的变化。因此，研究饱和粉土在冻结过程中的水分迁移规律及其对土壤物理力学性能的影响，对于土工、建筑工程等领域的工程设计具有一定的意义和价值。
二、实验方法
1、试验设备和原材料
实验设备：低温高速离心机、水分迁移测试仪、电子天平、pH仪等。
原材料：饱和粉土、去离子水等。
2、试验程序
（1）制备饱和粉土试样：选择饱和粉土，并在室温下置于密闭容器中存放，以保证试样的水分不发生变化。
（2）冻结-融化试验：将试样放置于低温高速离心机中，以模拟土壤的冻结过程，然后将试样取出放置于恒温仓中模拟融化过程。
（3）测试土壤含水率：将融化后的试样放置于水分迁移测试仪中，按照标准程序测试试样的含水率。
（4）测试土壤物理力学性能：通过压缩试验和三轴剪切试验测试土壤的物理力学性能。
三、实验结果
（1）水分迁移规律：通过试验得知，饱和粉土在冻结过程中，水分会从土壤内部向冻结带上的水分迁移，当土壤融化后，迁移的水分会重新分布于土壤中，但其分布位置相对于原先具有很大的变化。
（2）物理力学性能：试验结果显示，饱和粉土在冻结过程中，因水分的迁移引起土壤内部孔隙率发生变化，因此影响了土壤的物理力学性能，试验结果表明，土壤的抗剪强度下降更为明显。
四、结论
通过本次试验研究可知，冻结-融化过程中，饱和粉土内部的水分会发生迁移，导致土壤内部孔隙率发生变化，影响土壤的物理力学性能。因此，需要在土工、建筑工程等领域中，根据冻结-融化过程的特点，合理设计工程方案，增强土壤的稳定性和抗冻性。
参考文献：
[1]西安工程大学.土力学[M].北京：高等教育出版社，2000.
[2]李成富,刘婧,赵凯,张树江.土壤冻结融化过程中的水分运移规律研究[J].太原师范学院学报（自然科学版）,2017(3):80-84.
[3]费文福.基础工程学[M].北京：清华大学出版社，2015.