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第1章 绪论1

1.1 冻胀带来的问题1

1.2 土体冻结与冻胀问题研究概况3

第2章 土体的热物理性质15

2.1 土体的冻结特性15

2.1.1 未冻水测试技术的发展15

2.1.2 未冻水含量的理论分析19

2.1.3 未冻水含量经验公式22

2.2 土体及冻土的导热系数24

2.2.1 串联并联公式及几何平均公式24

2.2.2 Kersten经验公式25

2.2.3 De vries公式28

2.2.4 Johansen公式30

2.3 冻土的渗透性能34

第3章 土体冻结过程中的温度场计算46

3.1 一维相变导热问题解析解46

3.1.1 Stefan问题46

3.1.2 线热源问题48

3.2 考虑土体的连续相变51

3.2.1 半无限大区域51

3.2.2 线热源问题65

3.3 两个温度场计算模型的对比76

3.3.1 等效热容模型77

3.3.2 问题及其求解77

3.3.3 算例分析85

3.3.4 小结89

第4章 土壤冻结过程水热耦合计算92

4.1 Harlan水热耦合模型92

4.2 有限容积法94

4.2.1 简介94

4.2.2 节点方式及节点参数95

4.2.3 控制容积积分法98

4.3 Harlan模型的有限容积离散100

4.3.1 现有数值计算中存在的问题100

4.3.2 方程系统变形102

4.3.3 有限容积离散103

4.3.4 特殊节点的离散106

4.3.5 时间步长的确定110

4.4 水热耦合数值计算及试验对比111

4.4.1 石英粉的水平冻结111

4.4.2 张掖壤土的竖直冻结116

4.4.3 阻抗因子的影响121

4.5 水分迁移对温度场的影响123

4.6 其他典型物理场耦合类模型简介128

4.6.1 水热力耦合模型128

4.6.2 热力学模型130

第5章 透镜体的生长理论137

5.1 分凝势模型及其建立137

5.1.1 概述137

5.1.2 分凝势模型的建立139

5.2 分凝温度类比方法145

5.3 透镜体生长的准稳态过程模型150

5.3.1 准稳态过程的概念150

5.3.2 透镜体生长准稳态过程的数学描述152

5.3.3 模型退化为稳态时的情形155

5.4 透镜体生长新水热耦合模型157

5.4.1 水热耦合的思路及存在的问题157

5.4.2 固体表面水膜热力学理论159

5.4.3 新水热耦合体系162

5.4.4 透镜体的生长过程165

第6章 分离冰冻胀模型及数值计算174

6.1 刚性冰模型介绍174

6.2 透镜体的形成177

6.2.1 现有判定准则小结178

6.2.2 透镜体的形成分析181

6.3 分离冰冻胀模型体系186

6.3.1 模型的方程体系186

6.3.2 模型的历史体系190

6.4 分离冰冻胀模型数值计算194

6.4.1 数值计算流程图194

6.4.2 有限容积离散195

6.4.3 五对角阵算法200

6.5 分离冰模型算例及试验对比204

6.5.1 徐学祖试验204

6.5.2 Konrad试验209

6.6 其他典型分离冰类模型简介213

6.6.1 离散透镜体模型213

6.6.2 Konrad and Duquenoi模型（1993）217

第7章 间歇冻结控制冻胀试验与机理225

7.1 冻胀控制研究概况225

7.2 间歇冻结试验设计229

7.3 间歇冻结试验设备和试验材料229

7.4 间歇冻结试验步骤和方法233

7.5 间歇冻结试验结果与分析235

7.5.1 连续冻结模式试验235

7.5.2 控制冻深的间歇冻结模式试验243

7.5.3 两种冻结模式下的冻胀对比分析252

7.6 间歇冻结控制冻胀机理分析253

7.7 间歇冻结控制冻胀机理进一步分析258

7.7.1 计算参数258

7.7.2 试验对比及讨论262

7.8 小结265