分形渗透模型在饱和冻土中的应用

分形渗透模型在饱和冻土中的应用

论文摘要

冻土中的渗透系数对于评估冻土工程中的水,热和溶质迁移至关重要。以往研究表明,渗透系数主要依赖孔隙结构,经常被描述为孔径大小和孔隙率,但是这两个参数并不能充分地表征孔隙结构。为加强对孔隙结构的描述,引用分形理论研究了冻土中的渗透系数。基于非均匀毛细管束模型和分形理论,提出了饱和冻土中渗透系数的分形模型,并提出通过土体冻结特征曲线获取冻土中孔径分布的理论方法。为了验证分形模型的有效性,对已有实验数据进行分析。分析表明,分形渗透系数模型是毛细管分维、最大孔径、黏度和迂曲度的函数,孔径分布变化是导致冻土渗透系数变化的根本原因。通过对比,计算值与实测值吻合较好。结果表明分形模型可以较好的预测冻土中的渗透系数,研究结果可为冻土渗透机理研究提供参考。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 分形渗透模型
  •   1.1 假设
  •   1.2 分形理论
  •   1.3 分形渗透模型推导
  •   1.4 参数确定
  •     1.4.1 毛细管分维
  •     1.4.2 孔径
  •     1.4.3 迂曲度
  •     1.4.4 水的密度和动力黏度
  • 2 结果分析
  • 3 讨论
  •   3.1 模型验证
  •   3.2 模型优缺点
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈磊,李东庆,明锋

    关键词: 冻土,渗透系数,分形,孔径分布

    来源: 冰川冻土 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 建筑科学与工程

    单位: 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,中国科学院大学

    基金: 国家自然科学基金项目(41701060),中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDY-SSW-DQC015),冻土工程国家重点实验室自主研究项目(SKLFSE-ZT-17)资助

    分类号: TU445

    页码: 1414-1421

    总页数: 8

    文件大小: 1109K

    下载量: 184

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