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关于非饱和土湿热耦合传输作用的理论模型很多,大部分是基于特定的假设和边界条件提出的,而这些模型很少有应用过红粘土边坡现场测试的数据进行适用性验证。本文以桂林雁山红粘土为研究对象,对其进行基本物理力学性质试验、持水特性试验和热物理性质试验。同时,在详细考察桂林地区自然环境条件、工程地质条件和水文地质条件等方面的基础上,建立了非饱和红粘土边坡的现场原位测试系统,既获得了非饱和红粘土边坡所在区域的气象数据,又收集了红粘土边坡土体含水量和温度随时间演化的第一手资料。这将为研究者们进行非饱和土湿热耦合模型的验证提供现场参考资料。本文的主要研究成果如下: 1、依据室内土工试验得出,桂林雁山红粘土液限在50%以上,塑性指数大于18,属于高液限特殊性粘土;颗粒组成主要为粘粒和粉粒,二者之和占总质量的百分数为65.13%,其中粘粒占总质量的36.15%。 2、持水特性试验表明,当深度越浅,原状红粘土的干密度越小,孔隙比越大,持水性也越差;采用VG模型预测的非饱和红粘土渗透系数函数与土—水特征曲线的形状相似,且不同深度的红粘土在相同吸力作用下的渗透系数相近。 3、现场红粘土的热物理性质试验表明,边坡土体热导率、比热容与体积含水量之间为线性关系,而土体的热扩散率与体积含水量之间并不表现出单一的线性关系。 4、从野外红粘土边坡现场长期测试结果来看,桂林地区炎热多雨、干湿季节分明,3~9月为雨季,10~2月为旱季,边坡土体受大气干湿循环作用影响显著;红粘土边坡土体含水量和温度受到气候环境因素的影响,无论坡面是否有草皮覆盖,土体含水量和温度都随时间的变化而发生季节性变化;受到大气降雨作用的影响,土体含水量增加,土体温度降低。当土体蒸发干燥时,土体含水量减小,温度增加;非饱和红粘土边坡土体的湿热变化具有很强的关联性,边坡土体剖面温度梯度的存在会引起水分的迁移,而水分的流动会促使热量在土体内部和外界的交换作用。