2.2.4　試驗方案

為了模擬凍結期外界氣溫變化條件下地下水淺埋區土壤剖面水熱變化規律及潛水蒸發規律，將模擬池分為兩部分，底部鋪設厚度約2cm的石英砂，模擬控制潛水位埋深為87.5cm。根據原狀土的容重和土壤含水率等參數，將砂壤土和粉質粘壤土均勻充填于模擬池中，并在垂向上埋設智能溫度傳感器，分別獨立供水直至剖面水分穩定，此過程需要約11d。當剖面水分穩定時，模擬池就是一個地下水淺埋區土壤剖面。

2009年5月18日至7月1日、8月13日至9月28日和10月30日至12月11日分別按方案1、方案2和方案3進行了室內不同凍結氣溫降幅的單向凍結試驗。

方案1（小幅降溫Δ3℃）　起始凍結氣溫（指零度以下的氣溫）約為－5℃，當土壤剖面溫度穩定時降低Δ3℃，經過6次變溫一直降至－23℃，剖面溫度穩定時停止凍結，歷時42d。

方案2（中幅降溫Δ5℃）　起始凍結氣溫為－5℃，當土壤剖面溫度穩定時降低Δ5℃，經過5次變溫一直降至－30℃，剖面溫度穩定時停止凍結，歷時45d。

方案3（大幅降溫Δ7℃）　起始凍結氣溫為－5℃，當土壤剖面溫度穩定時降低Δ7℃，經過4次變溫一直降至－33℃，當土壤剖面溫度穩定時停止凍結，歷時41d。

室內凍結模擬理論試驗方案詳見表2.7。由于凍結溫度是由人工調節冰箱控制的，所以實際的凍結溫度與理論方案的凍結溫度不完全一致。土壤含水率的監測采用人工土鉆取土，稱重烘干法測定，重量測量精度達到0.01g。每次調節凍結氣溫之前進行一次含水率監測，取樣點深度分別為0、5cm、15cm、25cm、35cm、45cm、55cm、65cm、75cm和85cm。土壤溫度監測點深度設置情況見表2.8。

表2.7　凍結試驗方案

注　凍結氣溫為冰柜空載條件下調試的。

表2.8　土壤溫度監測點深度設置情況　　　單位：cm