冻融循环作用下非饱和粗颗粒填料水热汽迁移追踪及规律研究

为研究高铁路基非饱和粗颗粒填料水-热-汽效应,研发了适用于冻融循环作用下水-热-汽迁移特征追踪的试验装置,采用荧光素为示踪剂追踪外界补水中液态水上升的高度和变化规律。首先开展一系列关键性技术试验验证了试验方法和装置的有效性。而后在试验装置研发的基础上,开展试验研究冻融循环过程中,恒温降温模式下开放补水的非饱和粗颗粒填料中的水-热-汽效应。试样每次冻结时长72 h,融化12 h,分为3次冻结和2次融化。试验结果表明,恒温冻结模式下,冻深随着冻结次数的增加而增加。冻结过程中,粗颗粒填料外界水分补给主要以气态水的形式向土样内部迁移,融化时土样内部水分会向外界迁移。最大补水量出现在第2次冻结中。试验结束时,上冷浴盘顶部出现冰层,已冻区含水率的增幅相对比较均匀。反复冻融循环作用下,高铁路基粗颗粒填料的水、汽迁移和相变可导致路基中冰层的形成和强度的改变。