土中结合水特性及其对红黏土热导率的影响研究

摘要

在土-水-电解质体系中，土颗粒表面的结合水是影响土体特性的重要因素。红黏土是一种特殊土类，广泛分布于我国广西、贵州、云南等地。因其特殊的孔隙结构而具有含水量高、孔隙比大、塑性强、力学强度较高和压缩性较低的工程性能，与一般粘性土相比，红黏土具有特殊的热物理性质。红黏土的热特性受诸多因素的影响，其中含水量是最主要的影响因素，因此，有必要研究含水量对红黏土热特性的影响。本文围绕土中结合水特性及其对红黏土热导率的影响这一核心问题，重点研究土中结合水的测试方法、红黏土中结合水的特性、结合水对红黏土热导率的影响。主要的研究成果为：
　　1.运用亚甲基蓝吸附法和乙二醇乙醚吸附法测试混合土的比表面积，发现虽然两种测试方法中土颗粒吸附其分子的方式不同，但两种方法的测试结果相差不大；并且随蒙脱土含量的增加，其变化趋势相同。因此两种方法都可以用来测试土的比表面积。然而亚甲基蓝吸附法由于操作简便，用时短，可用来测试红黏土的比表面积。
　　2.采用等温吸附法测试一系列混合土的吸附结合水量，分析矿物成分和比表面积对结合水量的影响，结果表明：混合土的吸附等温线都存在两个拐点，可以对吸附结合水的类型进行划分；不同的矿物成分由于比表面积不同，其吸附的结合水量也就不同，混合土吸附结合水量随蒙脱土含量的增加而增加，同样比表面积越大，其吸附的结合水量也就越大。利用吸附模型对等温线进行拟合，发现GAB模型具有很好的适用性。
　　3.桂林红黏土和柳州红黏土的等温吸附线同样存在拐点，可以对结合水的类型进行划分。通过对水合红黏土的性质以及结合水的性质分析发现水合红黏土体积、吸附结合水厚度等性质参数随相对湿度的变化规律和等温吸附线相似。GAB模型对于两种红黏土的吸附数据具有很好的适用性。
　　4.通过测试红黏土的热导率，结合红黏土的结合水测试结果，分析发现红黏土的热导率与含水量之间并不是单一的线性关系，但其与结合水量满足线性关系，即随结合水量的增加而线性增加。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2国内外研究现状

1.3本文研究内容

第二章 红黏土的基本性质

2.1引言

2.2红黏土的基本物理性质

2.3红黏土的矿物成分

2.4红黏土的比表面积及测定方法

2.5本章小结

第三章 土中的结合水及测试方法

3.1引言

3.2土中的结合水

3.3结合水的测定方法

3.4基于等温吸附法的结合水测试

3.5等温吸附模型评价

3.6本章小结

第四章 红黏土的结合水测试

4.1试验土样

4.2试验方案

4.3试验结果与分析

4.4本章小结

第五章 结合水对红黏土热导率的影响

5.1引言

5.2土壤热导率

5.3试验仪器及原理

5.4试验方案

5.5试验结果与分析

5.6本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

个人简历及申请学位期间的科研成果

致谢