【摘 要】
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含相变混合物理论是分析多相介质中的复杂相互作用,如冻结过程、干燥过程等问题的一种有前途的理论工具,该文从完善其基本理论及其对正冻土本构问题的应用两方面进行了探索,
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含相变混合物理论是分析多相介质中的复杂相互作用,如冻结过程、干燥过程等问题的一种有前途的理论工具,该文从完善其基本理论及其对正冻土本构问题的应用两方面进行了探索,取得以下成果,给出了体积分类条件对过程独立性的完整约束,在此基础上得到了合理的热力学限制关系,指出在根据耗散公理推导热力学限制关系时,只有包含密度导数的项同时满足对体积分数条件求物质导数和对其求空间梯度分别得到的式子的过程才是热力学可能的.对有关相变过程的各种现有见解的不协调性进行了辨析,提出了自己对相变本构的观点,认为在相变进行的过程中系统受一状态方程的限制,即相关两相的化学势相等,而不应该提确定相变速率的唯象关系,相变速率应通过潜热作纽带而由混合物整体的能量守恒方程确定.在混合物理论的框架下,建立了针对正冻土的一套封闭的控制方程,应用该套方程讨论了冻土相变析冰的主导机制.该模型是由可压缩的弹性固体构成骨架,其孔隙被不可压缩的粘弹性固体和不可压缩非粘性流体填充而形成的混合物.利用该理论考察了土冻结过程的有关模型,从中发现冰晶形成的主导因素是冻结缘中固体矿物颗粒对未冻水的作用,而不是水热耦合.
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