寒区冻土层含冰孔隙结构导热模型构建及应用分析

摘要：

冻土主要由固、液和气三相物质构成,其中固体可以看成骨架,另外两相物质填充在孔隙中,是典型的多孔介质.寒区冻土层融沉过程中,其中的孔隙结构、矿物颗粒和含冰量等参数变化幅度较大,导热系数等热物性参数随之变化,目前在精细表征和分析研究方面存在一定不足.针对含冰冻土,采用多孔介质描述方法,考虑其相态变化特性,将其分为未冻区、融化区、固结区及已冻区;基于表征单元体(representative elementary volume,REV)方法,结合冻土物理学和传热传质学理论,构建了冻土层导热分析模型,包括微观模型和宏观分析模型;以寒区土壤冻融过程为例进行模拟计算,分析了孔隙率、含水率、含冰率以及通道构成系数等对冻土导热系数的影响规律.所建模型可为寒区冻土传热机理分析及导热特性研究提供理论基础.

关键词：冻土融沉、多孔介质、表征单元体、导热分析模型

所属期刊栏目：23

分类号：P642.14(水文地质学与工程地质学)

资助基金：国家自然科学基金;黑龙江省科学基金项目;天津市自然科学基金

在线出版日期：2023-07-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：7231-7238