青藏铁路冻土未冻水含量与热参数试验

针对青藏铁路沿线路基中广泛分布的冻结粉质粘土,采用脉冲核磁共振法测定不同初始含水量、不同温度条件下冻土中未冻水含量;同时,采用稳定态比较法测定冻土的导热系数,采用量热法测定冻土的比热,据此计算冻土的容积热容量和导温系数.结果表明:冻土中未冻水含量随负温和初始含水量降低而降低,在0~-2℃与初始含水量接近,在-2~-5℃陡降,在-5℃达到突变点,随后又随负温降低而缓慢下降,负温低于-5℃时未冻水含量受初始含水量影响甚微且在13%、18%、23%3种初始含水量条件下的未冻水含量趋于一致;冻土的导热系数随负温降低、初始含水量增大而增大;冻土的容积热容量随负温升高、初始含水量增大而增大;冻土的导温系数随负温升高、初始含水量增大而减小.     

含盐冻土冻结温度及导热系数试验研究

为研究粉质黏土含盐量和初始含水率对热物理特性的影响规律,通过开展室内温度试验测得不同含盐量和含水率粉质黏土的冻结温度和导热系数,分析了不同因素对含盐粉质黏土冻结温度和导热系数的影响。结果表明：NaCl含盐粉质黏土冻结温度及过冷温度随含盐量增加均呈线性降低,而Na₂SO₄含盐粉质黏土均先降低后略增加,两种含盐粉质黏土导热系数均随含盐量的增加而减小;冻结温度及导热系数均与初始含水率成正相关关系,低于饱和含水率时含水率对冻结温度的影响占主导作用,超过时含盐量成为主要影响因素,且随着含水率增加两种含盐土导热系数增加速率均变缓。同时给出了不同条件下冻结温度和导热系数的经验公式,将水-盐-温度变量与冻结温度和导热系数建立起联系,为含盐土壤分布地区工程建设提供参考。     

上海人工冻结土层热物理参数

根据国内外人工冻结土体热物理参数的研究成果,针对上海冻结范围内土层分布,给出了上海冻结范围内土层热物理参数表。在缺乏实验条件情况下,采用数值方法进行冻结温度场分析时,可根据实际工程土层含水量大小,对表中所对应的土层数据进行插值求得所需的热物理参数。     

利用周期热流法测定金属材料热物性参数

对一种经典的导热系数测试法——周期热流法进行了改进。结合相关文献，对其测试理论进行了深入分析，并对2种传统的分析解法进行了修正。利用精密的电子仪器及先进的数据采集设备，设计开发了一套金属及合金导热系数测定装置，解决了采用该法测试时难以得到较为理想的正弦或余弦温度波这一难题，减少了测试误差。通过对几种金属及合金的测定，与经典实验数据比较，发现最大误差不超过4％，测试精度较高。     

渗流引起的水压力及对水泥土挡土墙的影响

通过计算水泥土挡土墙周围的渗流场，研究了墙侧水压力的变化规律。结果表明：水压力系数沿高程并非常数，且受到墙侧土层分布及其相对透水性、墙基土的透水性和下卧不透水层埋深等因素的严重影响。总体来说，考虑渗流时墙后的侧压力总小于不考虑渗流时的相应值，且当墙前的被动土压力系数较小时，考虑渗流时该侧的侧压力则大于不考虑渗流时的相应值。因此，这种情况有利于挡土墙的稳定。     

水泥土变形特性试验研究

利用南京地区的淤泥质粉质粘土和砂性土两种土质水泥土,研究了水泥掺入比、龄期、含水量、外加剂等因素对水泥土变形模量和回弹模量的影响规律,从而为水泥土搅拌法加固处理软土地基及基坑支护提供了相关的技术参数和理论支持。     

渗流引起的水压力及对水泥土挡土墙的影响

通过计算水泥土挡土墙周围的渗流场,研究了墙侧水压力的变化规律.结果表明水压力系数沿高程并非常数,且受到墙侧土层分布及其相对透水性、墙基土的透水性和下卧不透水层埋深等因素的严重影响.总体来说,考虑渗流时墙后的侧压力总小于不考虑渗流时的相应值,且当墙前的被动土压力系数较小时,考虑渗流时该侧的侧压力则大于不考虑渗流时的相应值,因此,这种情况有利于挡土墙的稳定.     

水泥土粉喷桩桩身质量试验研究

分析了苏北沿海地区（盐城、连云港）典型软土层中粉喷桩桩身质量的测试方法和结果。用标准贯入试验和现场取芯试验可以有效地检测粉喷桩桩身强度和主要影响;用低应变动测试验可以对粉喷桩实施普查,即对粉喷桩桩身的完整性做出合理的评价。提出了将粉喷桩桩身强度与完整性测试结合起来,从而对粉喷桩桩身质量做出较全面的价,为该地区粉喷桩复合地基的推广应用提供依据。     

从微结构分析温度对水泥土强度形成的影响

为研究温度变化对水泥土强度形成的影响,将两种水泥土样分别在25±2℃、10±2℃、0±2℃的温度下进行养护,随后测试各龄期试样的无侧限抗压强度,并拍摄不同龄期各试样的微结构图片,提取并分析微结构特征参数.研究表明:龄期(1~4 d内)较短时,水泥土无侧限抗压强度对温度变化不敏感;在7~40 d内,提高养护温度,水泥土无侧限抗压强度显著增大;随着龄期的增长,水泥土微结构量化参数均发生了显著变化,且具有一定的规律性;养护温度高于10℃时,水泥土内部的水泥易于水化;粉土土粒之间缺少结构性联结和相对较低的孔隙比造成了水泥粉土强度相对较低.     

温度变化对水泥土渗透特性影响试验

为了分析温度变化对水泥土渗透性的影响,进行了不同温度下水泥土的三轴压缩渗透试验,研究了海水和清水环境中不同水泥掺量和不同温度下水泥土的渗透系数变化规律,通过回归方法,得到了海水环境或清水环境的水泥土渗透系数随温度变化的回归曲线方程.结果表明,在海水环境或清水环境下,水泥土的渗透系数均随着温度的增加而逐步增大,随着水泥掺量的增加而逐步降低;随着三轴压缩中轴向应力的增加,水泥土的渗透系数变化规律呈现出U形分布形式;在同一温度下,海水环境下的水泥土渗透系数大于清水环境下的水泥土渗透系数.     

厚表土层湿土结冰温度与冻结壁厚度确定的研究

用研制的冰点仪，对含水土的结冰温度与赋存深度、含盐量和含水率的关系进行了实验研究．获得了含水土结冰温度与诸参数的关系，给出了求算结冰温度和判定冻结壁实际厚度的方法和计算公式．     

定热流热响应实验确定岩土热物性方法

针对工程中常用的定热流热响应实验方法,分析研究了采用不同传热模型耦合不同数据处理方法对确定岩土热物性及钻孔热阻的影响,研究结果表明:采用线热源模型与柱热源模型确定的岩土热物性及钻孔热阻存在较大差异;岩土容积比热对导热系数的确定影响很小,但对钻孔热阻影响较大;三参数估计确定导热系数及钻孔热阻具有良好可信度,但是对于热扩散率的确定稳定性较差.通过分析总结,以最小平均误差作为线热源及柱热源传热模型的权值分析基础,提出三参数估计耦合线热源及柱热源模型的加权平均方法确定岩土热物性及钻孔热阻,该方法具有稳定性好,可信度高的特点.     

用线热源法测定冻土导热系数的实验研究

本文研究了用线热源法测定冻土导热系数的可行性.指出了只要适当控制线热源的加热功率,就可以保证在测试过程中试件始终处于负温状态,避免冻土的熔化,从而能够准确地得到冻土的导热系数,这一研究开拓了线热源法的应用范围.     

水泥改良膨胀土无侧限抗压强度试验研究

结合湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建项目,利用水泥对沿线广泛分布的膨胀土进行改良处理,通过一系列的室内试验,研究水泥掺量以及养护龄期对改良膨胀土无侧限抗压强度的影响规律,试验结果表明:(1)水泥掺量对改良膨胀土无侧限抗压强度有显著的影响,水泥掺量小于7%时,无侧限抗压强度随水泥掺量的增加而迅速增长,当水泥掺量继续增加时,无侧限抗压强度增长速度变缓;(2)随着养护龄期的增加,改良膨胀土无侧限抗压强度逐渐增大,但强度主要来自于前14d的养护;(3)综合考虑各方面的因素,建议水泥掺量控制在7%左右。     

岩土体导热系数研究进展

岩土体导热系数在与地热有关的地质基础研究和生产应用中有重要作用。首先介绍了导热系数的概念,然后分析了导热系数的受控因素,最后探讨了导热系数的测定方法。导热系数的受控因素包括地层岩性、孔隙率、含水率、温度以及各向异性。导热系数随地层岩性从大到小排列为海相碳酸盐岩、陆相碎屑岩、火成岩,变质岩导热系数与母岩和变质程度有关;同种岩层的导热系数随沉积过程延续或深度增加而增大;含水率对软弱岩石的导热系数影响较大,导热系数随含水率增大而增大,对孔隙度较大的岩层需进行饱水校正;不同岩性的导热系数随温度的变化较复杂,在应用中需结合实际地层考虑;由于结构面的存在,岩体的导热系数存在各向异性。导热系数的测定方法包括现场测试法、室内测试法、组分类型辨别法以及利用P波速度估算等。利用现场数据求解导热系数时常使用线热源模型和柱热源模型;室内测试法包括稳态测试法和非稳态测试法,分别应用于中低导热系数材料和高导热系数材料;对于组分类型辨别法,平行板式相分布的物体导热系数是各向不等的,热传导方向与平行板平面平行和垂直时分别具有最小和最大总体导热系数;对地下无法直接测量的地质单元,可利用P波速度估算导热系数。要得到准确的导热系数,须基于岩土体的导热系数范围和样品特征选取正确的测定方法。     

多孔材料有效导热系数的试验研究

本文根据多孔材料的传热特点,修正了气孔内辐射的传热计算,发展了辐射当量导热系数的新概念,建立了多孔材料有效导热系数的数学模型,推导出计算多孔材料有效导热系数的计算式。试验结果和有关文献的试验结果均证明:该模型更加符合多孔材料的实际情况,计算精度更高。     

热线法同时测松散煤体导热系数及热扩散率

针对目前尚无理想的松散煤体热物性综合测试方法与系统的现状,研究了基于热线法的新的数据处理手段,同时测算松散煤体导热系数及热扩散率,并设计开发了测试系统.利用交叉热线法测松散煤体导热系数,结合平行热线温升数据通过数值解法计算热扩散率.实验测试表明:导热系数与热扩散率测试结果可重复性好,最大偏差仅为0.726%,且与相关文献参照值相符.     

伴暖防冻方案的试验及模拟研究

通过试验研究和计算模拟手段对管道的热工特性进行分析,提出了一种适用于四惠工程管道防冻的绝热伴暖方案,并对该方案在工程实施中的安全性进行了分析,为工程设计提供了技术参考.