超低温冻结制冷采用双级压缩制冷循环的容积比变化

超低温冻结制冷系统采用的双级压缩制冷循环，其容积比、能效比以及各相关参数的调整直接影响制冷系统的区别效率。文章从理论分析出发，结合实际生产中的调整方案，希望能为超低温双级制冷压缩循环系统的运用提供一些依据。     

有限元数值模拟混凝土衬砌渠道苯板保温效果研究

针对传统的均布苯板保温形式的缺陷与不足,文章对季节性冻胀渠道保温法苯板的铺设方式进行了改进,根据相关规范及冻土物理学理论,利用有限元软件对采用不同保温形式的衬砌渠道温度进行了数值模拟。结果表明不等厚苯板保温形式能够达到均布苯板的效果,同时可节省材料,降低工程的造价。     

加筋路基动力特性的数值模拟研究

基于前期的室内动三轴试验结果,采用ＦＬＡＣ3Ｄ有限差分软件,通过建立轨道与路基的三维实体 模型,探讨列车荷载作用下路基在不同的动应力幅值、格栅埋置深度、加筋层数时的应力、变形规律,为 轨道路基的优化设计和力学参数的选取提供参考依据。研究结果显示:随着动应力幅值的增大,路基表 面应力呈马鞍形分布的状态愈加明显,最大压应力位于地基深处,且在三种动应力幅值下均没有明显变 化,说明动应力沿路基深度的衰减规律受车速的影响较小。路基的竖向应力随格栅埋置深度的增加出 现了先减小再增大的趋势,这说明在路基内铺设格栅的位置宜选择在路基顶部或中下部,土工格栅的铺 设加速了路基动应力的衰减,具有一定的减振作用,从而改善了路基结构动力响应特征,增强了路基的 抗振性能。     

准池铁路路基冻胀特性的试验研究

为探究准池铁路Ｋ44＋970—Ｋ45＋010路基的冻胀病害问题,通过现场调查、室内常规土性分析试验、毛细管上升高度试验,对该路段的冻胀发生条件进行分析。以初始含水率为变量,开展－20℃恒定冷端温度条件下的单向封闭系统冻胀特性试验。现场调查与室内试验结果表明:冻害路段位于高路堑地段,地下水位埋深为90ｃｍ,路段周围汇水和下部地基蓄水条件良好,填料毛细管上升高度为70ｃｍ,在冬季冻结锋面作用下地下水可以通过毛细水形式不断向上迁移至路基填料。冻胀特性试验表明:土样冻胀过程分为快速发展阶段、缓慢发展阶段和稳定阶段,初始含水率为10．6％和7．6％土样的最终冻胀量分别为5．6ｍｍ和4．9ｍｍ,冻胀率在7％左右,属于强冻胀敏感性土。冻胀量和冻胀率随初始含水率的增加而增大;而冻胀速率随初始含水率的增加而降低;水分重分布的峰值含水率与初始含水率呈正相关关系。冬季严寒天气下地下水在毛细作用下持续向路基填料补水是造成准池铁路路基冻害的主要原因。     

混凝土重力坝施工过程温度场数值模拟研究

碾压混凝土坝优点众多,但大体积混凝土水化热控制措施一直备受关注,对大坝施工期进行温度模拟显得十分重要.文章以碾压混凝土重力坝为研究对象,结合三维有限元温度场原理和施工仿真的热-应力耦合模块,模拟坝体混凝土分层浇筑、浇筑厚度、入仓温度等不同影响因素下的施工期温度场应力分布规律.计算成果可为坝体的设计施工提供一定的指导价值...     

季节性冻土区渠道衬砌结构冻胀防治效果数值模拟研究

渠道衬砌冻胀及损伤问题是季节性冻土区普遍存在的现象,这些问题被认为是热量输送和水分流动过程之间相互作用造成的。本文提出了一种新型的衬砌结构,并在大石桥市某灌区研究了新型及传统衬砌结构对渠道冻胀的影响,并采用组合热量传输和水分流动的二维耦合模型分析了新型和传统渠道衬砌结构的温度变化特征及新型衬砌防冻胀效果,两种渠道衬砌结构不同深度处的温度数值模拟结果与现场实测结果基本一致。现场观测结果表明:新型渠道衬砌结构具有渗漏低、导热系数低、排水速度快、不均匀变形低等特点。因此,在季节性冻土区这种新的渠道衬砌结构可以很好地防止冻胀破坏的发生。     

袋装土平铺层数对路基沉降影响的数值模拟研究

以武汉天河机场第二公路Ｓ６标段工程为研究背景,为探讨袋装土平铺层数变化对路基加固的 影响,依据Ｓ６标合同段中Ｋ１２＋３００断面的现场观测数据,运用ＦＬＡＣ３Ｄ软件进行１∶１数值建模。通过 建立１０、２０、３０、４０层数平铺摆放的袋装土改良路基模型和无加固路基模型,分析有无袋装土处理后的 路基沉降变形及承载力变化。结果表明,袋装土改良路基具有良好的承载特性,且随着平铺袋装土数量 的增加,路基承载力也随之提高,不均匀沉降量减小,平铺４０层的处理方案效果最佳。因此,袋装土路 基加固法满足路基质量的控制要求,可应用于工程实践中。     

局部防风措施对大坝施工的防护作用数值模拟研究

在中国西南高山峡谷中,大型水电工程的施工往往会受到大风的干扰。超过7级的大风会影响缆式起重机的运行及作业面施工,无法保证混凝土的连续浇筑,不仅影响施工进度也严重影响施工质量。结合白鹤滩水电站在无防风措施下会受到大风影响的情况,利用三维计算流体力学方法,对增设了局部防风措施的大坝施工全周期风场环境进行数值模拟,得到坝体区域及高、低线供料平台处的风场分布,分析了所增设的局部防风措施的防风效果。研究表明：在增设局部防风措施后,大坝施工区域整体风速有所减小,在大坝施工高程较低时效果较为明显,对施工区域能够提供有效的防护,高程较高时则防护效果减弱。研究成果为工程的安全施工以及下一步防护措施的提出提供了依据。     

老旧路面结构对路基不协调变形的耦合特性数值模拟

为掌握老旧路面结构在不同状态下的不协调变形与不规则沉降,开展老旧路面结构对路基不协调变形的耦合特性数值模拟的研究。引进有限元法,建立基于路基不协调变形的老旧路面结构分析模型,分析路基变形耦合特性数值,从路面结构利用状态与不利用状态两个方面,完成对路基耦合力学特性的响应模拟。以某老旧路面为例,设计实例应用实验,通过实践证明,新的数值模拟方法能够实现对模拟模型更高精度的构建,确保最终得到的耦合特性结果具备更高的应用价值。     

基于高地温引水隧洞的温度场数值模拟研究

本文结合能量传输方程,采用k-ε紊流模型,考虑温度场和流场的相互作用,并根据工程实际数据和环境状况,建立了三维引水隧洞水温预测模型。应用FLUENT计算软件对拟通水的齐热哈塔尔水电站引水隧洞的水温变化情况进行预测。通过与岷江映秀湾水电站有压引水隧洞进出口水温原型观测数据作对比,验证所用数学模型具有较高的可靠性。预测结果表明,由于引水隧洞高地温问题十分严重,过洞水流的温度有一定增加。基于模型的建立基础,预测结果准确可靠,为建设工程和下游水环境保护提供了科研依据。     

高原冻土地区公路路基回填材料优选及施工技术

以中国一带一路重点项目西藏羊大公路(羊八井至大竹卡公路)改建工程为依托,研究了高原冻土地区公路路基施工优化设计,提出了拟采用的4种公路路基回填材料方案,分别为原土基层、天然级配砂砾+水泥稳定砂砾基层、粉质黏土+气泡混凝土基层、人工级配砂砾+宕渣基层,面层均采用中粒式沥青.利用有限元分析软件MIDAS-GTS NX建立路...     

土质边坡开挖试验及其数值模拟研究

通过室内土质边坡开挖试验,研究了加载和开挖条件下边坡变形和应力变化规律,并通过数值模拟方法,探讨了边坡失稳的应力-应变机制,最后分析了开挖对坡体稳定系数的影响。结果表明:顶部载荷和坡底开挖均会降低边坡的稳定系数;初始条件下边坡的稳定系数为1.84,加载120 kg重物后减为1.332,开挖15cm后减为1.093,坡体处于失稳边缘状态;坡体应力在靠近荷载处变化最大,越远变化越小,开挖主要造成坡体竖向受力逐渐减小。     

高地温隧洞温度场三维数值模拟分析

在高地温条件下,温度场是影响引水隧洞结构稳定的重要因素。为了研究不同工况下引水隧洞的温度场特性,以新疆布仑口—公格尔水电站高地温引水隧洞为依托,采用有限元仿真模拟的方法建立三维模型,对不同工况下高地温引水隧洞围岩及衬砌结构的稳态温度场特性进行了模拟计算,并取衬砌结构及围岩不同测点的温度场特性值进行对比分析。结果显示:受洞口及掌子面影响,围岩及衬砌温度随洞深增大可分为平缓段和骤升段两个阶段,且呈非线性变化。衬砌腰拱与顶拱内表面温差随洞深增大逐渐减小,且与工况有关,施工期最大值为1.26℃,运行期最大值为0.22℃。从模拟结果与实测结果的对比分析可知,实测与模拟所得围岩温度场分布特性相同。研究成果可为高地温引水隧洞热力耦合分析及其洞室稳定性提供了理论依据,同时也可为高地温区相关工程提供参考。     

横流环境中两孔热水浮射流数值模拟研究

为了达到热废水排放过程中热水快速稀释的目的,采用Fluent中Realizable k-ε模型基于SIMPLEC算法,研究了热射流过程中,射流孔间距、初始流速对射流流场、温度场的影响规律。研究表明:随着射流孔间距的增大,第1孔射流对第2孔射流影响程度逐渐减弱且第2孔射流的弯曲程度随之增加;射流与横流作用促使反向涡对的产生,加快了热水与环境水体的掺混度,横断面温度场出现"肾形"分布;当相对孔间距相同时,随着射流初始流速的增加,第1、2孔射流温度衰减速率随之增大;射流初始流速相同时,射流孔间距的增加对第1孔射流轴线温度稀释度影响较小,对第2孔射流的轴线温度稀释度影响相对复杂;S/D=2时,增大热射流的初始流速,为本研究中热水快速稀释的最优方案。     

季节冻土区梯形混凝土衬砌渠道冻胀预测研究

依据热传导和质量迁移理论,建立渠基冻土温度场、水分场和应力场耦合数学模型,分析了影响季节冻土区渠基土体冻结的核心因素温度和水分运移量,提出以冻结期渠基土体温度和水分迁移量为变量,建立渠基土体冻深和冻胀量预测模型。借助于季节性冻融条件下梯形混凝土衬砌渠道原型观测成果,观测了冻结期渠基以下5 cm处土体温度以及水分迁移量,研究了季节冻融渠基温度和水分运移及其诱发的冻深发展和冻胀变形的变化。经检验,预测曲线与实测曲线基本一致,且满足误差要求,用冻结期土体温度和水分迁移量来预测冻深、冻胀的方法准确可行。     

碾压混凝土坝施工期坝体温度及应力仿真研究

碾压混凝土坝,根据混凝土的热学参数及边界条件随时间的变化规律以及混凝土浇筑过程等条件,应用瞬态热传导三维有限元分析方法,对针对坝体施工期的温度场和徐变应力进行了动态仿真计算,得出了坝体在施工期温度和应力的时空分布规律。     

早强型土壤固化剂加固土的性能及施工工艺

通过在黏土中掺入早强型土壤固化剂ES与普通型土壤固化剂OS,分析研究了加固土体在高含水率条件下抗压强度、抗干湿循环性能随养护龄期、含水率发展的规律.试验结果表明:掺固化剂土体抗压强度随着养护龄期的增加而增加,随着含水率的增加而降低;在高含水率条件下,掺早强型土壤固化剂ES土体具有较好的抗干湿循环性能.根据高含水率加固土体的工作特性和强度发展规律,利用强制式搅拌机、螺杆泵开发出高含水率土体快速施工工艺.这套施工工艺可应用于水利工程汛期抢险堵漏,能够达到快速施工,节约成本,降低劳动强度的目的.     

热参数对冻土温度场的影响及敏感性分析

为评估热参数取值对冻土温度场的影响,将导热系数、比热、潜热作为冻土温度场的影响因素进行试验设计。通过室内试验测定了饱和粉质粘土在不同负温下的导热系数、比热及潜热值,并基于Johansen法提出了考虑冻土未冻水含量的热参数修正算法,按照变参数和常参数形式代入数值分析软件ABAQUS,获取了不同的温度场计算值。将不同负温下的热参数和某负温阶段的平均热参数代入数值分析软件,分析热参数变化对冻土温度场的影响。依据冻结试验获取了冻结150 h的模型箱温度场实测值,并将计算值与实测值进行了比较。结果表明:不同的热参数对冻结初期影响较大,随着冻结的深入各计算值间的差值逐渐缩小。采用一定负温阶段的平均热参数作为恒定热参数进行数值计算,从微观上不能满足精度要求。潜热是影响冻结温度场计算精度的主要因素,考虑不同负温土体导热系数、比热、潜热的计算更接近于实测值。研究成果为寒区水利工程设计和施工提供参考。     

三峡左导墙坝段温控问题的仿真计算研究

通过对三峡左导墙坝段整个坝体结构及基础从施工期到运行期直至坝体达到稳定温度的全过程进行仿真数值模拟 ,研究了该坝段温度场及温度应力的分布状况及其历时变化规律。在此基础上 ,对左导墙坝段温控问题进行了评价 ,并就存在的问题提出了相应的温控措施     

季节性冻土区路基土体冻胀影响因素灰色关联分析

以整治青藏铁路环青海湖段季节性冻土区路基冻害为背景,通过现场采集典型分布的粉质黏土,考虑温度、含水率、含盐量(质量分数)、压实度四个因素,进行室内冻胀正交试验,测试了不同温度环境下路基土体的冻胀率,进行正交试验的极差分析和方差分析,建立灰色关联度分析模型,分析各因素对冻胀影响的主次关系。结果表明,正交试验分析和灰色关联度分析所得规律一致,影响冻胀因素由主到次依次为温度、含盐量、含水率和压实度,因素之间的交互作用影响较小可以忽略;温度和含盐量对冻胀影响非常显著,含水率对冻胀有显著影响,压实度和其他3个因素之间的交互作用对冻胀没有显著影响。