张明礼，张瑞玲，冯德刚，严艳锋，周志雄，郝东苗，李 广

(1.兰州理工大学土木工程学院，兰州 730050; 2.甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所，兰州 730000;3.中交三公局桥梁隧道工程有限公司，北京 100012)

寒区工程的修筑显著改变了地基土体与大气的水热边界条件以及水热输运过程[1-2]。季节冻土区机场跑道[3]与路基[4-5]、多年冻土区宽幅路基[6-7]等研究发现土中水分因温度、蒸发等作用而向地表迁移。当地表存在不透气的覆盖层时，水分因蒸发受阻而在覆盖层下聚积，将这种现象称为“锅盖效应”或“覆盖效应”[8]。寒区工程覆盖层不仅增大了地表的吸热能力[9]，形成显著的“聚热效应”[10-11]，而且宽幅结构层在隔水性和大温差作用下，向上迁移的液态水和水汽受到路面的阻止而积聚在覆盖层下[6,9]，导致土体含水率增大甚至达到饱和，“锅盖效应”显著。表层工程构筑物在“聚热效应”和“锅盖效应”作用下经历冻融干湿循环，从而导致地基土体孔隙率增大、承载力下降[6,12-13]，发生开裂、沉陷、倾斜、挠曲变形、冻胀及融沉等病害，严重威胁寒区工程稳定性[14]。众多学者从室内、现场试验以及数值模拟等方面探究了“锅盖效应”现象。然而，目前寒区建设经验大多集中于温度场调控和下伏冻土冻胀、融沉对工程构筑物稳定性的影响分析[15]，对冻土工程水分运移，特别是水汽运移研究欠缺。

随着中国“西部大开发”的不断推进和“一带一路”倡议的深入实施，寒区机场跑道、输油站场、青藏高速公路等重大基础设施建设持续推进。……