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我国西部地区是黄土分布较为集中的地区,随着我国西部大开发的建设,各项建筑工程纷纷上马,地基基础作为工程建设中必不可少的一项建设内容,其重要性自然不言而喻。黄土作为西部地区天然的地基基础和建筑材料,其水气渗透特性直接影响着各项工程的安全建设。在非饱和黄土地基的处理中,强夯法是使用最为广泛的方法,在夯实过程中,使用水蒸气渗气的方式对土体进行增湿,能够更好地控制土体含水率的变化,进而提高强夯效果。同时,水蒸气的运动会对压实土体中的水分场变化起到十分重要的作用,而水蒸气的运动和孔隙气体的渗透密切相关,因此,本文通过对西部地区非饱和黄土水蒸气渗气特性进行研究,以期能为提高西北地区地基工程强夯法施工效率提供一定的理论支撑。为了探究水蒸气在非饱和黄土中的运移规律,本文在参考国内外文献的基础上,结合非饱和黄土水蒸气的渗气机理,选用不同干密度、含水率、渗径的非饱和黄土土柱进行试验研究,分别分析了满足Darcy定律和不满足Darcy定律两种条件下的水蒸气渗气规律,建立了基于干密度和初始含水率的非饱和黄土水蒸气渗气模型。本文以理论研究为基础,以室内模型试验为手段,主要进行了以下工作:(1)在总结国内外文献的基础上,分析了国内外渗气试验方法、渗气试验装置及渗气理论基础研究内容,结合非饱和黄土水蒸气渗气机理,探究了多孔介质中流体渗流的基本理论,推导了层流状态下基于Darcy定律的流体渗流基本公式,讨论了非饱和黄土水蒸气渗气理论和计算方法,同时分析了非Darcy渗流状态下流体的渗流机理及其基本理论。(2)结合土工试验规范,对试验用土(兰州地区非饱和黄土)进行了基本土工试验,结合多孔介质渗气试验相关理论及试验基础,设计了室内模型试验对非饱和黄土水蒸气渗气规律进行试验研究,分析了不同渗透路径、不同初始含水率及干密度下非饱和黄土的水蒸气渗气率规律。研究发现,初始状态下水蒸气渗气规律符合Darcy定律,渗气一段时间后,渗气规律逐渐脱离Darcy定律。(3)结合试验结果,在对比不同工况下水蒸气渗气率的基础上,分析了不同工况下非饱和黄土水蒸气渗气率随着渗径的变化规律,得到非饱和黄土水蒸气渗气的稳定渗径为10cm。通过分析非饱和黄土中水蒸气渗气压力随着土柱渗径的变化规律,得到了非饱和黄土渗气的主导因素为土体干密度。并结合试验结果,得出非饱和黄土中水蒸气初始渗气率会随着土柱干密度和初始含水率的变化而存在一定的变化规律。(4)通过推导非饱和黄土中基于轴向稳态法的Klinkenberg效应计算公式,对基于Klinkenberg效应的非饱和黄土渗气规律进行了研究。通过对脱离Darcy定律后非饱和黄土水蒸气瞬态渗气率与进出口平均气压间的关系进行分析,发现水蒸气渗气过程中冷凝堵塞土体有效渗气通道促成了滑脱效应的发生,导致了渗气规律发生变化,当进出口平均气压达到临界孔隙压力时滑脱效应消失。结合试验结果,分析了发生滑脱效应时Klinkenberg渗气率对气体渗气率的贡献率随着孔隙压力的变化规律,讨论了Klinkenberg渗气率与气体滑脱因子间的关系。