›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (6): 1781-1788.doi: 10.16285/j.rsm.2017.06.028

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

路基土体“锅盖效应”的数值模拟分析

宋二祥，罗 爽，孔郁斐，李 鹏   

  1. 清华大学 土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点试验室，北京 100084
  • 收稿日期:2015-10-16 出版日期:2017-06-12 发布日期:2018-06-05
  • 作者简介:宋二祥，男，1957年生，博士，教授，主要从事岩土力学及工程方面的教学及科研工作。
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展计划（973计划）（No.2014CB047003）；国家自然科学基金项目（No.41272279）。

Simulation and analysis of pot-cover effect on moisture transport in subgrade soil

SONG Er-xiang, LUO Shuang, KONG Yu-fei, LI Peng   

  1. Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of the State Ministry of Education, Tsinghua University, Beijing 100084, China
  • Received:2015-10-16 Online:2017-06-12 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the National Key Program on Basic Research and Development of China (2014CB047003) and the National Natural Science Foundation of China (41272279).

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摘要： 基于对道面下路基土体中“锅盖效应”形成机制的定性认识，依据非饱和土中气液传输及热传导多场耦合理论并考虑水的气液相转换，建议了对此问题进行分析的数学模型。采用有限元方法对道面下路基一维土柱进行模拟分析，揭示了土中水和水蒸气在变温作用下的运移及相变规律，分析了“锅盖效应”形成条件和影响因素。数值结果显示，土质和温度分布对路基土发生“锅盖效应”有较大影响。粉土路基较黏土或砂土路基更易形成水分聚集；路基顶部温度较路基深处温度低时，在温度作用下易引起路基土的“锅盖效应”。这些结果可为进一步研究道路工程中的“锅盖效应”提供参考。

关键词: 非饱和土, 锅盖效应, 多相渗流, 相变模型

Abstract: Based on qualitative understanding of the so-called pot-cover effect on moisture transport in the road subgrade soil, a mathematical model is proposed to analyze multi-phase transportation, heat conduction, and water-vapor transition. A one-dimensional finite element model for subgrade soil column is developed to investigate moisture transport and phase change under temperature gradient, as well as the mechanism and influencing factors of pot-cover effect. The numerical results indicate that the temperature profile and soil texture may have significant influence on pot-cover effect. Pot-cover effect is more likely observed in silt subgrade than in sand or clay subgrade. The temperature profile of lower temperature at the top subgrade more easily leads to the pot-cover effect. These results provide reference for further understanding the pot-cover effect in subgrade soil.

Key words: unsaturated soil, pot-cover effect, multi-phase flow, phase transition model

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[1] 杨志浩, 岳祖润, 冯怀平, . 非饱和粉土路基内水分迁移规律试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2241-2251.
[2] 陈昊, 胡小荣. 非饱和土三剪强度准则及验证[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2380-2388.
[3] 文伟, 赖远明, 尤哲敏, 李积锋, . 基于Pitzer离子模型的盐渍非饱和土孔隙 相对湿度计算[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1944-1952.
[4] 陶帅, 董毅, 韦昌富, . 环境湿度可控的土体小应变刚度试验系统[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2132-2142.
[5] 柳鸿博, 周凤玺, 岳国栋, 郝磊超. 非饱和土中热弹性波的传播特性分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1613-1624.
[6] 孙银磊, 汤连生, 刘洁, . 非饱和土微观结构与粒间吸力的研究进展[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1095-1122.
[7] 李潇旋, 李涛, 李舰, 张涛. 循环荷载下非饱和结构性黏土的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1153-1160.
[8] 李华, 李同录, 江睿君, 范江文. 基于滤纸法的非饱和渗透性曲线测试[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 895-904.
[9] 程涛, 晏克勤, 胡仁杰, 郑俊杰, 张欢, 陈合龙, 江志杰, 刘强, . 非饱和土拟二维平面应变固结问题的解析计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 453-460.
[10] 邓子千, 陈嘉帅, 王建伟, 刘小文, . 基于SFG模型的统一屈服面本构模型与试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 527-534.
[11] 李潇旋, 李涛, 彭丽云, . 控制吸力循环荷载下非饱和黏性土 的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 552-560.
[12] 程昊, 唐辉明, 吴琼, 雷国平. 一种考虑水力滞回效应的非饱和土弹塑性扩展 剑桥本构模型显式算法有限元实现[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 676-686.
[13] 刘丽, 吴羊, 陈立宏, 刘建坤, . 基于数值模拟的湿润锋前进法测量精度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 341-349.
[14] 周凤玺, 柳鸿博, . 非饱和土中Rayleigh波的传播特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3218-3226.
[15] 詹良通, 胡英涛, 刘小川, 陈捷, 王瀚霖, 朱斌, 陈云敏. 非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验 及多物理量联合监测[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2478-2486.
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