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题名振动荷载作用下近相变区冰-水相变迁移规律
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作者
周琨超
王志远
翟金榜
张泽
孟祥熙
袁名扬
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机构
东北林业大学土木与交通学院
陕西交通控股集团有限公司
东北林业大学冻土研究所
东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测站(东北林业大学)
东北多年冻土区环境、道路建设与养护协同创新中心(东北林业大学)
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出处
《吉林大学学报(地球科学版)》
北大核心
2025年第2期550-562,共13页
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基金
国家自然科学基金项目(41771078)
国家科技基础资源调查专项(2022FY100702)
+1 种基金
黑龙江省交通投资集团有限公司科研项目(JT-100000-ZC-FW-2021-0129)
黑龙江省重点研发计划项目(指导类)(GZ20220052,GZ20220095)。
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文摘
为了证明振动荷载作用下冰中存在水分迁移,并探究冰中水分迁移的规律,以人造柱状冰作为研究对象,开展了负温条件下的振动试验,通过改变环境温度和加载频率对冰中液态水的迁移进行研究。首先结合多年冻土地区公路所承受重型满载货车的载荷特征,以55 kPa为荷载幅值,循环振次设置为2880~28800次,开展了在-3℃、0.5 Hz条件下循环振动荷载分层柱状冰的水分迁移试验;然后在-5~-1℃、0.1~0.5 Hz条件下开展了循环振动荷载人造柱状冰的水分迁移试验;最后对试验数据进行拟合。结果表明:在振动荷载作用下,冰中的液态水沿结构裂隙向加载方向迁移;在不同的环境温度下,水分迁移量呈指数性增长;在不同的加载频率下,水分迁移量以分段函数的形式分阶段增长。当加载频率和荷载幅值恒定时,水分迁移量与增速峰值随环境温度升高而增大,随温度的下降而减小,-1℃测定的水分迁移量约为-5℃的3.75倍;越靠近熔点,增速峰值出现得越快,反之越慢。当环境温度和荷载幅值恒定时,水分迁移量与增速峰值随频率增大而增大,随频率的降低而减小,1.0 Hz测定的水分迁移量约为0.1 Hz的2.04倍;加载频率越快,增速峰值出现得越快,反之越慢。
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关键词
水分迁移
近相变区
冰-水相变
振动荷载
环境温度
加载频率
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Keywords
water migration
near phase transition zone
ice-water phase transition
vibration loading
ambient temperature
loading frequency
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分类号
P694
[天文地球—地质学]
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