含水量是影响黄土工程性质的关键因素,采取合适的措施降低土体含水量以及规避含水量变化所产生的不利影响具有重要的工程意义。高温热源对土体水分具有显著驱动作用,使土体温度场和水分场产生变化。同时,作为浅层土体含水量散失的重要方式,蒸发也会影响土体水分场的动态变化。综合考虑高温作用和蒸发对土体水分场的影响,对指导地埋热管、热减湿加固和垃圾填埋场覆盖层等高温土体工程的设计及施工具有重要的理论价值。因此,本文对高温作用下非饱和黄土的水分迁移及蒸发展开研究。通过自制的高温蒸发装置,考虑热源温度和初始含水量的影响,开展了一系列高温作用下非饱和黄土蒸发室内模型试验,得到了水分场和温度场的时空变化规律。试验结果表明:1.在高温作用下,土体温度迅速升高并最终趋于稳定,离热源越近温度上升速度越快,达到稳定时的温度越高,温度梯度也越大。热源温度越高,土体温度上升的速度越快,达到稳定时的温度越高。试样初始含水量越高,土体温度上升的速度越快,但最终的温度增量差异不明显。2.在温度梯度作用下热端土体含水量迅速降低,水分不断背离热源迁移,热源温度越高迁移速度越快。试样初始含水量越高,供水分迁移的通道越少,试验前期热端水分迁移的速度越慢。热端和蒸发端土体含水量均显著降低,平均降低幅度分别为30～80%和20～35%,中部土体含水量大于两端土体含水量,在试验前期中部土体出现水分积聚现象。3.土体含水量和温度对蒸发影响显著,表层土含水量决定直接可供蒸发的水分量,浅层土含水量影响水分供给,表层土温度决定地表与其上方空气的蒸汽压差,从而影响蒸发强度,浅层土温度梯度的存在提高水分向蒸发端迁移的速率。基于理论分析,通过对高温蒸发试验结果进行拟合,得到了考虑表层土含水量、浅层土含水量梯度、表层土温度和浅层土温度梯度影响的蒸发量计算模型。以所提出的蒸发量计算模型作为边界条件建立了非饱和土水热迁移数值模型,利用COMSOL Multiphysics数值分析软件进行了高温管道热减湿加固工程数值模拟研究,数值模拟结果表明高温管道热减湿对土体的加固效果较好,高温管道与蒸发边界的距离以及热源温度是影响加固效果的重要工艺参数。