增湿重塑非饱和黄土时水-热运移规律研究

来源：水利水运工程学报杂志 2020年第3期北京时间：

作者：李仁杰,王旭,张延杰,李建东,李泽源,任军楠

摘要：为研究非饱和黄土中水蒸气的吸附与运移规律，采用水蒸气对非饱和黄土进行增湿，分析蒸汽压梯度、温度梯度和含水率梯度共同作用下非饱和黄土中水-热运移规律。研究结果表明：在非饱和黄土中，水蒸气和温度的扩散范围近似于一个椭球体。水蒸气在土体中运移时，蒸汽压力沿径向逐渐消散，蒸汽运移速率减缓，土体含水率和温度也逐步降低；当蒸汽气压为0.1 MPa，温度为145 ℃，通气6.5 h后，水蒸气最大增湿半径为80 cm，横向、纵向有效增湿半径分别为60和70 cm；在以通气点为圆心，横向40 cm，纵向50 cm的椭球体内，含水率在12%~17%间变化，接近土体的最优含水率17.08%，增湿效果较好；延长通气时间，增湿范围和增湿程度均将增大；水蒸气增湿时，液态水和气态水迁移共存，但在有效增湿范围内以气态水迁移为主。受到土颗粒的阻碍，沿径向水分运移速率逐渐减小，但温度传导系数在两阶段内接近一个定值。水蒸气增湿法作为土体增湿的新技术与新方法，具有诸多优点，在对土体增湿的工程实践和试验中有着广泛的应用前景。

关键词：非饱和黄土, 水-热运移, 增湿, 温度运移, 水分运移