增刊1 周扬等：土体一维冻结问题温度场半解析解 313 在冻结诱导水流较弱的情形下，采用等效热容 freezing Chinese Journal of Geotechnical 模刑讲行十体族结温度场计算是较完盖的间，此时 若采用显热容模型， ce lens the for froct ho 则必将高估接近稳态时的冻士 区厚度，对于冻结特性较好的土体 这一效果将 为显著，在人工冻结领域，该结果是偏于不安全的。 王家澄，张立新。冻土物理学.北京：科学 5结论 [8]FAROUKIOT.Thermal properties of soils[M].Germany (1)针对士体的一维冻结过程，采用考虑士 ns Tech Public 体冻结状态下未冻水存在的等效热容模型，建立了 1998 其温度场计算的半解析方法，并与相关文献中的数 LI Hong-sheng.LIU Zeng-li,LI Nan-sheng.Afrost heave 值解答进行了对比，验证了方法的正确性。 e an (2)竿效热容横刑与品热容模刑计算结果的 对比表明：在瞬态阶段 ,显热容模型计算的冻结钤 University of Tech gy,1998,38129-33. 面推进速度较等效热容模型慢：而在接近稳态阶段， 周因 显热容模型计算的冻土区厚度较等效热容模型厚。 产生这一差异是由于显热容模型没有考虑土体冻结 ZHOU Jin-sheng ZHOU Gug ing,MA Wei,et al 状态下存在未冻水而造成的。在冻结透导水流较弱 Experimental research on controlling frost heave for 采用显热容模率 2006.3561708-712. 应用于人工冻结设计是偏于不安全的。 山谢康和，郑 ,变荷载下成层地基一维 (3)对于实际工程中的成层十体，也可以第 用本文的方法讲行求解，其计算过程中的分层分两 步进行。首先，以土体天然界面进行 次分层： XIE Kang-he,ZHENG Hui,LI Bing-he.et al Analysis of one dimensional nonlinear consolidation of layered soil 后在每 一层士体中再进行 一次分层 而其余求解 g小 骤与均匀土层完全相同。 43 参考文献 四李冰游和作 等初始有效应 1.1999 山胡向 LI Bing-be XIE Kang-he YING Hong-wei et al 555 Sem analytical solution of nonlinear HU Xiang-dong.HUANG Feng.BAI Nan.Models of rsity [13)李冰河，谢康和，应宏伟 等.变荷载下软黏士非线性 2008.374550-555. 维固结半解析解)岩土工程学报，19,21)288 [O'NEILL K.MILLER R D.Exploration of a rigid ice heave Water Resoures Research. 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On Lo the So HOU 010,323 440 -40 Mechanics and Foundations Division.ASCE.1970 964)1499-1504 1994-016 China Academic Joural Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne增刊 1 周 扬等：土体一维冻结问题温度场半解析解 313 在冻结诱导水流较弱的情形下，采用等效热容 模型进行土体冻结温度场计算是较完善的[5]，此时 若采用显热容模型，则必将高估接近稳态时的冻土 区厚度，对于冻结特性较好的土体，这一效果将更 为显著，在人工冻结领域，该结果是偏于不安全的。 5 结 论 （1）针对土体的一维冻结过程，采用考虑土 体冻结状态下未冻水存在的等效热容模型，建立了 其温度场计算的半解析方法，并与相关文献中的数 值解答进行了对比，验证了方法的正确性。 （2）等效热容模型与显热容模型计算结果的 对比表明：在瞬态阶段，显热容模型计算的冻结锋 面推进速度较等效热容模型慢；而在接近稳态阶段， 显热容模型计算的冻土区厚度较等效热容模型厚。 产生这一差异是由于显热容模型没有考虑土体冻结 状态下存在未冻水而造成的。在冻结诱导水流较弱 的情形下，土体冻结特性越好，采用显热容模型进 行温度场计算产生的误差越显著，并且其计算结果 应用于人工冻结设计是偏于不安全的。 （3）对于实际工程中的成层土体，也可以采 用本文的方法进行求解，其计算过程中的分层分两 步进行。首先，以土体天然界面进行一次分层；然 后在每一层土体中再进行一次分层，而其余求解步 骤与均匀土层完全相同。 参 考 文 献 [1] 胡向东, 黄峰, 白楠. 考虑土层冻结温度时人工冻结温 度场模型[J]. 中国矿业大学学报, 2008, 37(4): 550－ 555. HU Xiang-dong, HUANG Feng, BAI Nan. Models of artificial frozen temperature field considering soil freezing point[J]. 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