一种基于水热耦合的冻融土壤养分迁移模拟系统及方法

本发明提供一种基于水热耦合的冻融土壤养分迁移模拟系统及方法，涉及地质工程与岩土力学中的冻融土水热耦合机理研究领域，本发明首先采集原状土柱并分层切割，放入冻融实验装置中，通过程序控制温度周期性升降，结合温度与压力传感器数据判定土壤冻结和融化状态，模拟自然冻融循环过程。每次循环后对土柱进行CT扫描，区分土壤中的裂缝和基质孔隙，计算孔隙结构参数。基于多次冻融实验数据，构建裂缝宽度动态演化模型和孔隙连通度演化模型，结合渗透试验结果获取土壤渗透特性，模拟水分在双孔隙介质中的运移过程。最终，通过耦合水热过程与吸附机制，构建双孔隙养分迁移控制方程，实现冻融期土壤养分运移的动态模拟。