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摘要
季节冻土占中国国土面积的一半以上,位于季冻区的渠道随着季节变换和通停水的周期变化,会经历湿润—干燥—冻结—融化(简写为湿干冻融或者WDFT)的循环过程,从而造成渠道结构的破坏。研制了一套可以在超重力场下模拟渠道湿干冻融反复作用的离心模型试验设备,该设备主要由干湿系统、热交换系统、模型箱、地面冷水装置和数据采集控制系统等组成。干湿系统主要包括水位升降装置、风干装置等,热交换系统包括半导体热交换装置、空气内循环装置等,模型箱采用内外双层隔热结构,地面冷水装置可以实现将30℃的常温水快速冷却至3℃～5℃以供热交换系统使用,数据采集控制系统包括干湿控制、热交换控制、数据采集分析等。该套设备可以实现在50g离心力场下渠道模型温度在-40℃～30℃之间,渠基土体湿度在干燥—饱和状态的准确控制,为季冻区渠道的渐进劣化破坏过程和机理研究提供了新的重要手段,并可推广应用到寒旱区的水利、交通等领域的工程科研当中。
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单位南京水利科学研究院
