동결-해동 주기에서 해양 점토의 다분야 연계 분석

계절적인 해양 점토가 동결-해동 주기를 겪는 것을 시뮬레이션하기 위해 수리-열화학-역학 연계 모델이 제안된다. 이 이론적 모델은 수분과 염분의 핵형성, 분자 확산, 결정 성장 동역학, 동결-해동 과정 중 투과성 변화, 염분의 흡착 및 탈착, 그리고 액상 비대류 플럭스를 포괄적으로 고려한다. 이론적 모델은 문헌에 보고된 실험실 테스트 결과를 예측하는 데 적용되었으며, 제안된 모델의 정확성을 검증하였다. 온도 구배와 다공성이 해양 점토의 얼음, 물 및 염분의 상 변화에 미치는 영향을 매개변수 연구를 통해 조사하였다. 동결-해동 주기가 증가함에 따라 해동 면적이 증가하는 것으로 나타났다. 동결 온도가 낮거나 토양의 다공성이 클수록 물과 얼음 사이의 상 변화가 더 빠르게 일어나, 토양 하부에서 물의 상승 이동을 방해하고 토양 상부에서 얼음의 추가 형성을 억제한다. 계산된 조건 하에서, 흡착된 염분 함량은 약 3배 증가하여, 4회의 동결-해동 주기 후 초기 염분 함량의 17%를 차지한다.