岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (S1): 354-365.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0572CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.0572
秦立科1, 2,郭瑞琦1, 2,赵皓辰3, 4,甄刚3, 4,王琦1, 2
QIN Li-ke1, 2, GUO Rui-qi1, 2, ZHAO Hao-chen3, 4, ZHEN Gang3, 4, WANG Qi1, 2
摘要: 受环境变化影响,自然条件下保存的砂岩表面蒸散速率并不保持恒定,这就导致砂岩内部毛细水在一定范围内产生迁移现象。该现象不仅引起砂岩内部矿物的反复水化膨胀−干燥收缩效应,因毛细迁移现象引起的诸如可溶盐结晶−溶解循环、冻融循环、生物风化等都进一步加速了砂岩的劣化进程。为对石质历史建筑进行的抢救性保护工作提供可靠参考,从毛细水迁移机制的角度出发,以湖北恩施“荆南雄镇”石牌坊为研究对象,对其周围微环境进行了长期监测以及相关室内试验研究。采用数值模拟的研究方式,利用Comsol Multiphysics软件,在砂岩部分连续浸泡条件下,将微环境监测数据和岩石风化联系到一个研究框架中。结果发现:(1)从不同时间液体体积分数分布情况的角度来看,在长时间维度下,湿润锋附近的水力梯度平缓,砂岩体积含水率变化最剧烈,在这一高度范围内岩石劣化现象最为明显;(2)砂岩中毛细水总量达到动态平衡后,体积含水率在竖直向上呈现出上低下高,水平向上呈现出中间向两边递减的分布规律,且湿润锋随蒸散速率的变化而上下起伏,所对应区域与实际调研中的风化区域相吻合;(3)通过降低石质结构历史建筑底部压力水头可显著减少水分进入其中,故而可以通过降低石牌坊周围地下水高度的方法,达到降低底部水压头的目的,从而减小因毛细水迁移引起的的劣化效应。
中图分类号: TU411| [1] | 朱帅润, 吴礼舟, . 加速型改进迭代法在非饱和土渗流中的应用研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 697-707. |
| [2] | 朱悦璐, 陈磊, . 基于最小作用原理的Richards方程变分解[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 119-126. |
| [3] | 年庚乾, 陈忠辉, 张凌凡, 包敏, 周子涵. 边坡降雨入渗问题中两种边界条件的 处理及应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(12): 4105-4115. |
| [4] | 刘 杰,姚海林,卢 正,胡梦玲,董启朋. 非饱和土路基毛细作用的数值与解析方法研究[J]. , 2013, 34(S2): 421-427. |
| [5] | 陈 曦 ,于玉贞 ,程勇刚 . 非饱和渗流Richards方程数值求解的欠松弛方法[J]. , 2012, 33(S1): 237-243. |
|
||