摘要

考虑到寒区工程多处于干旱或半干旱地区,文章综合分析了冻土液态水和气态水迁移机制以及水热耦合数值模型,以期为冻土混合态水分迁移机理的研究和工程冻害问题的防治提供理论支撑。归纳了土水势理论和冻结缘理论的研究进展,同时,详细综述了冻土传统水分迁移驱动力理论和水汽迁移成冰理论,并结合土体锅盖效应实例,深入分析了水汽迁移成冰理论和土体锅盖效应的形成机理,此外,总结分类了水热力和水-热-汽耦合运移模型,对比阐述了不同数值模型的特点。分析结果:①考虑到冻土冰水相压力的不明确,Clapeyron方程在冻土中的适用性还需进一步探究。②由于冻土的复杂性,冻结缘微观结构的研究较依赖先进的仪器和技术手段,研究成果不多。③传统水分迁移理论多是基于液态水展开研究,忽略了水汽运移的影响,水汽迁移成冰理论很好地解释了水汽运移引起的工程冻害。④水热(力)耦合迁移理论没有充分表征应力场的作用,不能完全揭示土体冻胀的形成和发展过程。