非飽和膨脹土的水分遷移特性研究

第1章 緒論 1
1.1 研究背景 2
1.2 土體中水分遷移研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 理論研究 4
1.2.2 試驗(yàn)研究 5
1.2.3 數(shù)值分析研究 7
1.2.4 微觀(guān)研究 7
1.2.5 存在的主要問(wèn)題 9
1.3 本書(shū)主要內(nèi)容與研究路線(xiàn) 10
第2章 非飽和膨脹土水分遷移模型研究 13
2.1 相關(guān)理論 14
2.1.1 質(zhì)量守恒原理 14
2.1.2 非飽和土中的Darcy定律 15
2.1.3 氣相的Fick定律 16
2.1.4 氣相的Dalton規(guī)律 16
2.1.5 水蒸氣的飽和壓力 17
2.2 基于時(shí)間分?jǐn)?shù)階非飽和土氣、液遷移方程的構(gòu)建 17
2.2.1 理論模型 17
2.2.2 參數(shù)的計(jì)算方法 20
2.3 極坐標(biāo)下的分?jǐn)?shù)階氣、液遷移方程的數(shù)值解法 23
2.4 本章小結(jié) 29
第3章 試驗(yàn)用土土水特征及微觀(guān)結(jié)構(gòu)研究 30
3.1 試驗(yàn)土樣的基本物理特性 31
3.2 土水特征曲線(xiàn) 33
3.3 土水特征曲線(xiàn)預(yù)測(cè)模型 38
3.4 非飽和膨脹土水分遷移的微觀(guān)結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 39
3.4.1 試樣制備 40
3.4.2 微觀(guān)定性分析 41
3.4.3 微觀(guān)定量研究 46
3.4.4 孔隙結(jié)構(gòu)的三維模擬 52
3.5 本章小結(jié) 54
第4章 考慮溫度效應(yīng)的非飽和膨脹土水分遷移試驗(yàn)研究 55
4.1 試驗(yàn)方案 56
4.2 試驗(yàn)方法 58
4.2.1 試驗(yàn)裝置 58
4.2.2 土樣制備 59
4.2.3 氣、液混合水遷移試驗(yàn)步驟 62
4.2.4 氣態(tài)水遷移試驗(yàn)步驟 64
4.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析 64
4.3.1 氣、液混合水 67
4.3.2 氣態(tài)水 75
4.3.3 對(duì)比分析 78
4.4 本章小結(jié) 83
第5章 非飽和膨脹土水分遷移的分子動(dòng)力學(xué)研究 85
5.1 分子動(dòng)力學(xué)模型構(gòu)建 87
5.2 水化動(dòng)力學(xué)特征參數(shù) 88
5.2.1 層間距 90
5.2.2 水分子擴(kuò)散系數(shù) 91
5.2.3 徑向分布函數(shù) 92
5.2.4 濃度分布 97
5.3 水分遷移的微觀(guān)內(nèi)在關(guān)系分析 99
5.4 本章小結(jié) 101
第6章 非飽和膨脹土水分遷移的數(shù)值分析研究 103
6.1 基于時(shí)間分?jǐn)?shù)階偏微分方程的差分方法 104
6.2 基于Conformable分?jǐn)?shù)階理論計(jì)算分析 105
6.3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析 115
6.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與整數(shù)階模擬結(jié)果對(duì)比 121
6.5 基于Conformable分?jǐn)?shù)階理論的時(shí)間分?jǐn)?shù)階氣、液遷移方程的
應(yīng)用驗(yàn)證 125
6.6 本章小結(jié) 128
第7章 總結(jié)與展望 129
7.1 結(jié)論 130
7.2 創(chuàng)新點(diǎn) 133
7.3 后續(xù)研究?jī)?nèi)容及展望 133
參考文獻(xiàn) 135