冻土渗透系数是冻土水热模型的关键参数。在当前数值计算过程中，多采用的是渗透系数经验模型，而经验模型的最大缺陷是其经验参数并不适用于所有土体。鉴于渗透系数理论模型具有较强的普适性，故考虑将渗透系数理论模型用于水热耦合计算。为评价理论模型的适用性，本文选取四组饱和冻土的渗透系数模型，以三个水热耦合模型算例为基础，通过比较渗透系数及冻胀变化趋势，对四组饱和冻土渗透系数模型的有效性进行分析。结果表明，理论模型预测结果受颗粒级配曲线及冻结特征曲线影响明显。四组理论模型均可以反映冻土渗透系数变化规律，而分形模型的预测效果最佳。推荐采用未冻水含量为变量，计算冻土渗透系数。研究成果可为准确预测冻胀提供基础。
参考在金属蠕变过程研究中所发展的损伤力学模型,建立了一般应力状态下,微裂隙的形成 和发展影响冻土蠕变过程力学行为的损伤力学模型,从该模型得到了冻土破坏时间依赖于应力的具体 函数关系．计算结果与实测数据的对比表明,该模型准确地反映了冻土蠕变过程中变形随时间发展的 趋势,对破坏时间的预测也基本与实测结果一致．
【中文摘要】结合已有关于冻结缘特性的实验和理论研究成果，借助非线性科学中关于"斑图"动力学机制的研究思想和方法，分析现有资料并补充实验，认识单个冰透镜体生成、生长的规律，确定冻结相变区析冰所形成的"斑图"结构的分形几何特征。利用重整化群方法，通过构造适当的标度变换，探讨冰透镜体"斑图"结构形成和发展的动力学理论机制，研究控制参量与宏观外部影响因素之间的关系。土冻结过程中析冰"斑图"发育的动力学机制是冻土科学一个关键性的理论问题，是建立土体冻结过程本构理论的基础。本项研究有助于全面理解正冻土中水-热与相变的耦合过程，对多年冻土地区特殊地貌形成过程的认识，对保证寒区工程建筑物的顺利施工和安全运营，并减小对冻土环境的影响等具有基础性的意义。
2005-01