浅层黄土温度场数值分析

基于模拟辐射、蒸发、风速等自然条件的浅层黄土非稳态温度场计算结果和野外裸土场地的实测结果,分析了土体温度场随气候的演变过程,探讨了不同月份土体温度场随深度的变化规律,揭示出土体所处深度越小,土体温度随季节的变化幅度越大,土体年最高温度越大,最低温度越小.进一步探讨了土体月平均温度最大年变化随深度增加而减小的规律,并得到了不同深度土体月平均温度最大年变化幅度的计算公式.     

新筑冻土路堤温度场的变化过程

采用有限单元法，通过综合考虑各种边界条件及模拟路堤修筑的蓄热作用，对路堤修筑后温度场逐年变化过程进行了计算研究，得到了不同高度路基温度场年稳定变化的年限及逐年变化较大的年限、融土核存在及变化规律，指出浅层土温度分布的非对称性有冬季强、夏季弱的特点，通过最低和最高温度的比较发现，深层土温度变化滞后于表层土及气温约5个月。     

富水地层多圈水平杯型冻结温度场分布形式及变化机理研究

为了掌握富水地层多圈水平杯型冻结温度场的分布形式及发展规律,以昆明地铁城市轨道交通5号线冻结加固工程为背景,通过现场监测、数值计算、室内试验对冻结帷幕温度场变化规律及内在机理展开研究,分析冻结壁温度场在形成过程中的变化规律.试验结果表明：在外部降温计划的作用下,冻结壁温度场按照温度变化过程分为快速降温阶段、潜热释放阶段、稳定温度阶段及冻结维护阶段4个阶段.各阶段曲线变化速率与加固范围内试样未冻水含量变化具有一定的关联,未冻水往往通过影响比热容、导热系数与潜热等热参数对冻结壁温度场的变化规律从而影响到整体下的温度场分布规律.未冻水含量变化通过改变冻结冰体圆柱与土柱的几何位置关系从而影响试样冻结过程中的热传导形式,其中比热容在正温阶段时随温度降低逐渐增加.     

北京地区简易垃圾填埋场特性

为了研究北京地区典型简易垃圾填埋场垃圾体的内部特征,在现场测定了垃圾体内部温度随深度的变化规律,并在室内测定了垃圾体的成分、含水率和有机质含量随深度的变化.结果表明:对于填埋深度较浅的垃圾场,垃圾体内部温度随填埋深度增加而降低,填埋深度较深的垃圾场,垃圾体内部温度则随填埋深度的增加而提高,但达到某一峰值后又呈逐渐下降的趋势;有机质随填埋深度增加而减小;含水量随着有机质质量分数的增加表现出逐渐增大的趋势.     

大体积混凝土温度场及温度应力的有限元分析

结合工程实例,采用ANSYS有限元软件对大体积混凝土浇筑及冷却过程中的温度场及温度应力进行了模拟,通过APDL语言编写程序控制了模拟过程．分析结果与工程计算及实际测试结果相近,验证了所建模型与选取参数的正确性,保证了运用ANSYS研究大体积混凝土水化热影响参数的可行性．分析发现：混凝土温度峰值与最大拉应力与浇筑温度呈正相关;采用低热量水泥时,可降低温度峰值、推迟峰值出现时间,并降低结构温度应力;环境温度变化时,温差成为关键因素,应根据实际情况制定季节性施工方案．     

日照作用下钢管混凝土构件截面温度场的实验研究

在日照作用下对钢管混凝土构件进行截面温度场测试,分析了截面温度场随日照方位及截面空间分布的变化规律。结果表明,截面温度场随时间及截面空间变化的非线性均很显著;钢管表面各测点与圆心测点出现温度峰值的时间存在相位差;沿截面直径方向,各测点温度变化随直径缩小趋缓,即越靠近圆心,测点温度变化越滞后于环境的变化;圆心点的温度变化受各个方向温度变化的共同作用,但更多地受到强势方向的影响。     

深季节冻土区涵洞热状况分析

为分析深季节冻土区涵洞对路基及其下地基热状况的影响,建立了涵洞温度场计算模型,基于已有的试验涵洞监测数据,对比分析了所建模型的可靠性,再在该模型基础上,通过改变材料参数和模型尺寸,进行不同情况下的数值计算。结果表明：模拟季节冻土区涵洞温度场时,需要充分考虑热对流效果,忽略填土热对流效果是不合适的,考虑热对流效果的模型在定性和定量上均与现场监测情况一致;在季节性冻土区涵洞设计工作中,应该采取一些积极措施避免或减少对流传热对涵底冻深发展的影响;涵底最大冻结深度随着含水量呈三段式的变化规律：随其增大先减小,后减小速度变缓甚至冻深略有增加,最后又趋于减小;寒区涵洞内径的尺寸对涵底冻结深度方面的影响较大,而净高对涵底冻结深度方面的影响很小,可以不考虑。     

钢筋混凝土圆形地下粮仓温度场试验研究

针对钢筋混凝土圆形地下粮仓,研究其在储粮期间仓内温度场的变化情况,进而研究分析仓内粮情变化,为地下粮仓仓储研究提供理论依据。利用地下仓仓外与仓内埋设的温度传感器,实时监测气温、地温、仓温、粮温等数据,通过跟踪记录地下粮仓一年内气温、地温、仓温、粮温等数据,分析研究钢筋混凝土圆形地下粮仓温度场在宏观及纵向的温度变化规律。研究结果表明:钢筋混凝土圆形地下粮仓仓内粮温全年稳定在20℃以下,符合准低温仓的特点。试验仓仓内粮温在纵向存在明显分层现象,上部(1层、2层)粮温(埋地深度4 m以上)波动幅度高于下部粮温。上部(1层、2层)粮温夏季温度在22℃左右,冬季温度在15℃左右,年温度变化幅度约7℃,波动幅度较大;随着季节变化,气温影响地温、仓温及粮温;仓内粮堆内部随着周围温度的变化也不停地进行着热质交换;地温变化与气温变化呈现一致性及滞后性,仓温及粮温滞后为2个月。研究得出了地温、仓温、粮温随气温、时间、空间的变化规律,提出了控制上层粮温受气温影响大的应对措施,为以后地下粮仓的温度场控制提供参考和依据。     

沥青路面低温温度场的经验预估模型

为建立更为准确的沥青路面低温温度场预估模型,通过对3种典型沥青路面结构的温度数据进行长期采集,获得了沥青路面的低温温度数据,并引入日最低气温、日太阳辐射量、平均风速和平均湿度参数,建立了沥青路面低温温度场的经验预估模型,并与SHRP模型、C-SHRP模型以及LTPP模型的预估结果进行了对比分析.结果表明:沥青路面的温度变化规律与气温相似,但存在一定的滞后性,且深度越深滞后性越明显;路面最低温度出现在路表,且其值高于最低气温;所建立的沥青路面低温温度场经验预估模型相对于SHRP模型、C-SHRP模型以及LTPP模型具有更好的预估效果.     

电极参数对石墨化电炉热电场的影响

建立了连续式石墨化电炉电场、温度场的计算模型,利用数值计算方法对其石墨化过程进行了热电耦合计算,得到炉内电场、温度场的分布规律。结果表明,电炉的发热区域主要集中在两电极之间;电场强度、电流分布趋势相同,两者高值均分布在电极附近;高温区域主要分布在两电极间中下部,温度可达到2 400.0 ℃以上,但其高温区域分布大小、温度峰值与电极参数有直接关系;随着电极间距的缩小,高温区域扩大,温度峰值升高,且温度升高幅度随着电极间距的缩小而增加;随着电极直径的增加,高温区域扩大,温度峰值升高,温度升高幅度随着电极直径的增加而增加;随着电极深入物料长度的增加,高温区域扩大,温度峰值升高,但温度升高幅度随着电极深入物料长度的增加而降低。     

江垭水电站碾压混凝土重力坝的温度应力分析

为研究温度荷载对江垭水电站碾压混凝土重力坝的影响,以其非溢流坝段为研究对象,建立有限元模型,根据江垭水电站的水温、气温、坝体温度、地基温度等监测资料,计算分析了大坝运行期的温度场,研究了大坝在温度场影响下的应力变化规律.研究结果表明:温度荷载对大坝运行有较大影响,但是大坝仍满足规范设计要求;夏季持续高温时,应避免大坝在高水位下运行;冬季持续低温时,应避免大坝在低水位下运行.     

非稳对流模式下混凝土箱梁内生热场与计算方法

针对高墩混凝土箱梁墩顶块水化热温度场分布状况,考虑风速的影响,建立了非稳定对流热传导模式,利用有限元程序对8种风况的混凝土箱梁水化热温度场进行分析,总结了非稳定对流模式下混凝土箱梁墩顶块水化热温度场的分布规律,利用MATLAB分布拟合温度峰值和温差峰值随风速变化的计算公式.研究结果表明:非稳定计算模式适合计算高墩混凝土箱梁墩顶块的水化热温度场;水化热温升效应明显、衰减缓慢、约48 h达到温度峰值;风速影响各个时间点的水化热温度数值,然对其变化趋势无影响,风速对温升影响小,对温度的衰减影响大;随着风速的增大,水化热温度衰减趋势逐渐降低,薄厚差异明显的结构温度衰减具有阶跃现象;当风速较大时,温度衰减变化幅度减小,有靠拢之趋势;风速对温差峰值的影响与风速对温度峰值的影响呈相反趋势;温差64 h左右达到峰值、其值约24℃;减小风速,有利于控制温差,旨在达到控制温度应力的目的.     

选择性激光烧结过程温度场数值模拟

目的　研究激光烧结过程的温度场 ,分析在选定烧结参数下的烧结深度及烧结宽度 .方法　分析烧结过程及热物性参数之间的变化关系 ,建立合理的有限元模型 ,编制相应的程序对其温度场进行模拟 ;由温度值确定其烧结深度及宽度 ,并用实测温度验证了计算结果 .结果　模拟结果与实测结果相差甚小 .结论可用数值模拟方法进行工艺参数选择     

正冻黏土瞬态温度场计算方法改进与试验验证

针对现有正冻黏土瞬态温度场计算方法存在的问题,指出正冻黏土中未冻水含量随温度的变化是导致瞬态温度场计算误差较大的原因.在引入未冻水含量计算模型和水/冰相变潜热动态关系的基础上,建立了适用于正冻黏土的热质扩散方程,对其瞬态温度场进行了计算分析.采用现有的3种计算方法和提出的正冻黏土瞬态温度场计算方法,通过ABAQUS软件模拟了模型槽人工冻结试验的瞬态温度场,对比了模拟结果和试验结果.研究表明,与现有的计算方式相比,所提正冻黏土瞬态温度场计算方法计算精度更高.研究可提高冻土-水热力耦合问题的求解精度,服务于人工冻结法的设计和实践.     

施工期混凝土力学性能的试验研究

通过测试施工期混凝土材料的力学性能参数(立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度、弹性模量、应力-应变本构关系曲线),研究了混凝土力学性能随龄期的变化规律,参照相关文献考虑龄期的影响建立了施工期混凝土各力学性能参数的计算模型.研究表明:随着龄期的不断增长,混凝土立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度、弹性模量、应力-应变曲线的峰值应力逐渐增大,而应力-应变曲线的峰值应变逐渐减小;前7d混凝土各力学性能指标变化速度较快,7d后变化速度逐渐变缓.     

季节性冰冻地区路基温度场分布规律

为准确掌握路基结构温度场的分布特点和变化规律,以季节性冰冻地区典型道路结构路基温度场一年多的跟踪观测数据为基础,开展了季节性冰冻地区路基温度场分布规律的研究,并利用统计回归方法建立了观测点所在区域路基温度场的预估模型.研究显示:路基温度场分布特性以年为周期呈余弦规律变化,不同深度路基的温度变化存在滞后性;热量在路基结构内的传递过程中伴随能量的衰减,且热量沿深度方向呈非线性传递.夏季温度梯度较小,冬季较大.在此基础上,基于观测数据,运用统计分析法,建立了观测点区域路基温度场预估模型,实测值与预测值的对比表明,该预估模型具有较好的精确性与实用性.     

寒区隧道衬砌温度场及应力场变化规律研究

为了研究保温隔热层在冬季的保温效果,选择寒区隧道为研究对象,通过对比隧道是否铺设保温层来进行数值模拟,分析在多年重复温度荷载下温度场的分布,结果表明:在隧道铺设保温层后,能有效减少围岩的冻结深度,减缓围岩的冻融循环,隧道的使用寿命明显延长.在隧道洞口附近由于受到洞口及洞内气温影响,铺设的保温层在一定年限后不能有效保证围岩温度,无法完全阻止围岩内的冻胀发生.隧道在最大冻深时,衬砌最大压应力出现在仰拱和边墙汇交处,最大拉应力出现在仰拱处,且相较自重应力场,最大压应力变小,最大拉应力变大,对寒区隧道运营及维护具有一定的参考价值.     

湿陷性黄土地基中桩基负摩阻力计算新方法

负摩阻力对湿陷性黄土地基中桩基的承载变形性状具有重要影响,现行桩基规范及黄土规范推荐的负摩阻力计算方法不能反映黄土桩基负摩阻力的实际性状。对近30年来在黄土地区开展的钢筋混凝土灌注桩现场浸水试验实测数据进行统计,分析黄土浸水完成后桩身中性点深度、桩身最大负摩阻力深度及负摩阻力系数与桩长径比的关系,通过线性拟合得到了中性点深度比、最大负摩阻力深度比及负摩阻力系数与桩长径比的经验表达式,提出湿陷性黄土地基中桩基负摩阻力计算的新方法。新方法用三角形表示负摩阻力沿深度的分布,能反映负摩阻力从桩顶向下先逐渐增大、达到最大值后随深度增加逐渐减小、最终在中性点处减小为零的分布特征。将提出的方法、桩基规范及黄土规范方法的计算结果与实测结果进行对比,结果表明,桩基规范预测的中性点深度比优于黄土规范,黄土规范预测的最大下拉荷载优于桩基规范,而用新方法计算的负摩阻力最接近实测结果。     

基于概率分析的混凝土箱梁温度梯度模式

为了建立混凝土箱梁的温度梯度模式,以位于浙江省千岛湖地区的一座大跨度连续刚构桥梁的温度场长期监测数据为基础,对箱梁的竖向最大正温差与环境气温之间的关系进行统计分析,建立依据日最高气温与日气温变化幅度估算混凝土箱梁竖向最大正温差的经验公式.根据极值统计理论提出箱梁的正温度梯度曲线,并与现行公路桥梁规范的温度梯度曲线进行比较.以实测气温、太阳辐射理论值为温度边界条件,根据二维热传导理论分析测试截面的理论温度场及分布特征.结果表明,现行规范的温度梯度曲线不能涵盖实测桥位地区50年一遇的气温条件,规范采用的温度梯度偏于不安全.按二维传热理论计算得到的理论温度场与实测值符合良好,理论分析能够模拟混凝土箱梁内部的温度分布特征.     

柴油机活塞顶面热状态变化规律试验研究

为了探究活塞顶面热状态变化规律,以某型增压中冷柴油机为试验对象,采用薄膜热电偶测温法和引线式传输系统对发动机过渡工况下活塞顶面测点瞬态温度场变化规律进行了试验测试研究,并对试验数据计算得到标定功率工况点和最大转矩工况点活塞顶面不同位置测点温度值。研究结果表明：在过渡工况下活塞温度场发生剧烈变化,其中冷启动过程活塞温度变化幅度最大,达到180 ℃;其次是急加速过程活塞温度变化幅度达到140 ℃。急减速工况下活塞各测点温度先迅速升高,约20 s时达到最大值,4个测点A、B、C、D分别为346、341、314、343 ℃,然后温度缓慢降低,约60 s后趋于稳定。在标定功率工况点,活塞顶面最高稳定温度为331 ℃,顶面各测点温差31 ℃;在最大转矩工况点,活塞顶面最高稳定温度为336 ℃,顶面各测点温差29 ℃。