可调控通风管路基的降温效果

可调控通风管路基是一种理想的保护高温冻土的工程措施。针对青藏铁路高温冻土段存在的冻融问题,考虑太阳辐射和附面层对边界条件的影响,通过对传统和可调控通风管路基进行详细的数值仿真分析,结果表明:可调控通风管路基在夏季(8月份)0℃的等温线比传统的通风管路基要高,说明其冻土上限抬升较高,冻土会得到更好保护,并且其路基下面也不会出现融化盘;冬季(3月份)-4℃的等温线传递深度要比传统通风管路基深,其对路基基层冻土的降温速度和冷却效果要明显优于传统的通风管路基。     

通风路基在冻土区工程中运用分析

通风路基是寒区工程主动保护冻土的工程措施 ,对其工作机理及其与外界环境的换热机制分析是运用该措施的关键。本文基于保护冻土的原则 ,并结合通风管在实际工程中的运营效果 ,分析了通风管与外界环境的换热机制 ,并提出了在分析、运用通风管路基时应注意的原则     

高温冻土区高速公路特殊结构路基地温分布特征及降温效果分析

根据青海省共(和)玉(树)高速公路特殊结构路基的地温监测资料,对3种路基(XPS保温板路基,碎石路基和通风管路基)填土与地基土的地温变化情况及冻土人为上限变化与天然上限附近热流密度状况以及路基温度场的非对称性进行对比分析,研究3种路基的地温分布特征及降温效果。测试结果表明:(1)3种路基在左、右路肩的不同深度处均呈现出明显的升温趋势,观测期内,XPS板路基升温幅度最大;碎石路基次之,通风管路基最小;(2)路基修筑完成初期,3种路基的多年冻土人为上限均存在不同程度抬升;到第3年,3种路基下多年冻土人为上限均下降;(3)3种路基的冻土上限附近热量收支均呈吸热状态,吸热量大小顺序为XPS板路基碎石路基通风管路基;(4)3种路基内部温度均呈左高右低的不对称分布。综上研究结果,建议在今后高温冻土区的高速公路建设中优先采用通风管路基。同时,为减小地温不均匀分布造成的路基纵向裂缝等病害,路基的横断面应采取差异化设计的原则。     

透壁通风管对青藏铁路路基的冷却效果试验初探

路基通风作为一种积极主动保护冻土路基的冷却调控技术受到人们的广泛关注与重视，该方法能有效地抬升多年冻土上限，保护冻土路基的稳定性。目前的路基通风一般采用路基内预埋实体混凝土管或PVC管，管壁不能透风，主要通过管内空气流动和热传导方式达到冷却路基的目的。一种管壁开孔、可以透风的新型通风管——透壁通风管，既可以使低温的自然风通过管道运动降温；还因管壁透风，低温的冷空气可以透过管壁的大孔眼穿透到通风管周围的介质中，直接与其进行传导换热和对流换热，改变普通通风管单一的管壁传导换热模式，从而可更为有效地促使路基内热量的散失。为探索透壁通风管在青藏铁路路基中的实际作用效果而进行了青藏铁路透壁通风管路基初步试验。该试验路基短期监测资料的初步分析结果显示：透壁通风管对青藏铁路路基具有较好的冷却能力。可在一定程度上抬升冻土上限；透壁通风管路基经填土级配优化后效果更好，但其长期效果的显现还需经过若干个周期的长期监测和资料的进一步分析。     

高温冻土区高速公路特殊结构路基地温分布特征及降温效果分析EI北大核心CSCD

根据青海省共(和)玉(树)高速公路特殊结构路基的地温监测资料,对3种路基(XPS保温板路基,碎石路基和通风管路基)填土与地基土的地温变化情况及冻土人为上限变化与天然上限附近热流密度状况以及路基温度场的非对称性进行对比分析,研究3种路基的地温分布特征及降温效果。测试结果表明:(1)3种路基在左、右路肩的不同深度处均呈现出明显的升温趋势,观测期内,XPS板路基升温幅度最大;碎石路基次之,通风管路基最小;(2)路基修筑完成初期,3种路基的多年冻土人为上限均存在不同程度抬升;到第3年,3种路基下多年冻土人为上限均下降;(3)3种路基的冻土上限附近热量收支均呈吸热状态,吸热量大小顺序为XPS板路基>碎石路基>通风管路基;(4)3种路基内部温度均呈左高右低的不对称分布。综上研究结果,建议在今后高温冻土区的高速公路建设中优先采用通风管路基。同时,为减小地温不均匀分布造成的路基纵向裂缝等病害,路基的横断面应采取差异化设计的原则。     

通风管路基温度场神经网络预测模型

针对青藏铁路沿线冻土特性，对冻土通风管路基温度场约束空间进行了分析、简化。基于系统通风管路基温度场数值仿真分析结果，建立了面向工程设计人员的神经网络预测模型，并开发了相应的优化设计软件系统。该预测模型具有对时间、空间、活动层、布设方案等参数的独立与综合分析能力。同时，对模型的预测效果进行了检验。     

折线形通风管对陡坡冻土宽幅路基降温效果研究

在永久冻土段修建宽幅路基需解决高寒、高海拔、高纬度等恶劣因素所造成路基不均匀沉降、纵向裂缝、道路翻浆等严重工程病害问题。以新疆中天山冻土段为例,现场试验观测数据为基准采用数值计算方法;研究曲线型通风管结合碎石层复合路基制冷效果。研究结果表明：半挖半填路基温度场横向差异明显,在20个运营年后,左路肩与路基中心处最大融深相差3 m;在第20年时,折线形通风管路基冻土上限为1.45 m相对普通路基提高了6.55 m。折线形通风管路基在第10个运营年后,路面以下4 m处-1.8℃等温线形成一个冻结区域,并在之后的5年内沿着路基横向与坡向发展。     

青藏铁路多年冻土区通风管路基施工

介绍了青藏铁路清水河冻土试验段工程概况、通风管路基的原理、适用范围及施工方法。指出通风管路基在青藏铁路多年冻土区推广采用，效果良好，在施工中操作简单，施工质量易控制。     

青藏铁路最大限度地保护了沿线冻土环境

日前国家环保总局会同铁道部组织相关部门对青藏铁路的环保工作进行了验收。环保总局相关负责人说，片石气冷路基、热棒路基、通风管路基等冻土保护措施，最大限度地保护了沿线的冻土环境，使列车在冻土带能保持每小时100公里的速度向前飞驰。     

青藏高原多年冻土区冷却路基技术现场实效监测研究

以青藏铁路现场实体工程为背景，选用块石路堤、块石护坡和通风管路堤主动冷却措施进行现场实体工群试验，通过对路基内温度场的监测，研究这些措施对保护冻土的作用及效果。分析结果表明，2个冻融周期后，块石护坡路基、通风管路基和块石路基均具有一定的调节降温作用，有利于下覆多年冻土的保护。但是冻土上限的抬升需要消耗下部土体的冷能来实现，说明冻上路基温度场还处于不稳定阶段。     

冻土冻胀及其对管道的作用分析

在冻土区敷设长输管道需要考虑冻土冻胀对管道的作用,以防止管道出现过大的应力或应变而危及管道的安全运行。针对冻土冻胀作用对管道的影响提出了分析计算方法,包括冻土冻胀量计算、管道周围温度场计算模型、管道与土壤的相互作用模型以及基于应变的管道失效判据。其中,冻土冻胀量的计算主要基于冻土分凝势和蠕变,温度场模型根据考虑地面环境温度变化和管输介质的温度,管道与土壤的相互作用模型计算差异冻胀情况下管道的应力与应变。计算分析了在温度降低过程中土壤的冻结深度和冻胀位移,以及管道在冻胀作用下的变形,结果表明,冻土差异性冻胀引起管道弯曲变形,其最不安全位置发生在两种土壤的交界处附近。     

冀宁输气管道穿越活动断裂的抗震分析与设计

本文采用壳有限元方法分析了输气管道穿越活动断裂的实际变形反应。针对活动断裂两侧场地相异和两侧场地相同以及中间含有破裂带等情况建立了相应的壳有限元分析模型。通过对比冀宁高压输气管道穿越苍尼断裂和沂沭断裂的不同情况,比较了管道在断裂两侧场地相异和两侧场地相同两种情况下的反应。对于断裂场地相异的情况,管道易发生较大的变形,不宜采用现有管道抗震规范中的方法,需建立有限元模型进行分析。虽然管道在断层两侧的变形情况不同,但是管道在两侧的滑动长度却几乎相等。在活动断裂附近建立地震监测和警报系统并采取必要的抗震辅助措施,对保障输气管道的安全运行非常重要。     

透壁通风管路堤的降温特性研究

通过不同因素对透壁通风管路堤降温特性影响的室内试验研究,结果表明,透壁通风管的开孔率对路堤降温效果的影响比较明显,总体上,随着管壁开孔率的增大通风管路堤降温效果也随之增强,由于透壁通风管通风期间水分蒸发而产生蒸发耗热,从而使路堤土体温度降低,通风管材料对降温效果也有一定的影响,另外透壁通风管路堤仅负温通风时的降温效果整体上强于整个温度波动期间均通风时的降温效果。     

交叠车站下穿段MJS+水平冻结温度场分析

以南京地铁7号线中胜站下穿既有10号线中胜站工程项目为研究背景,提出了富水承压含水砂层交叠车站下穿施工MJS+水平冻结新工法,通过ADINA有限元软件进行水平冻结温度场数值模拟,获得了富水砂层交叠车站下穿段人工水平冻结的冻结温度场变化规律,并对比分析了MJS加固端部采取保温措施与否的冻结温度场发展规律,研究了因MJS水化热产生的不同地层初始温度和不同季节施工对冻结温度场的影响。结果表明:随冻结时间增加,冻结锋面发展速度先快后慢,冻结40 d时,冻结区内土体温度维持在-13 ℃以下;无论是在MJS加固区的顶部、中部还是底部,距离冻结管越近,其温度下降速度越快,最终土体温度也越低;MJS加固区中地层初始温度平均每升高4.54 ℃,内部土体达到设计厚度所需时间延长1 d;夏季必须对端部采取保温措施,否则无法形成所需厚度,对端部采取保温措施后,端部冻结交圈时间减少2 d,冻结40 d时端部冻结壁厚度增加了2.6倍。相同地层初始温度和冻结设计方案下,冬季施工能有效增强端部位置的冻结效果。研究成果可指导实际工程施工,同时为国内相似地层类似工程设计、施工提供技术支撑。     

寒冷地区核电厂地下廊道的防冻分析

核电厂地下廊道主要承担电厂最终热阱用水管道和综合技术管道的布置,是核电厂重要设施之一。对于寒冷地区核电厂的地下廊道设计,除了保证廊道正常的给排水、照明、消防、通风换气等要求外,还需考虑低温对廊道内管道和仪表的影响,避免由于环境温度过低造成廊道内管道或仪表冻结而影响电厂的正常运行。结合红沿河核电厂土壤温度计算和地下廊道气温的CFD模拟,得到了地下廊道几种防冻措施的气温分布,并提出了地下廊道防冻分析方法和防冻保护措施。     

三排管冻结温度场的势函数叠加法解析解

 基于水–热异类相似原理,根据传热过程与地下水流动相似的特点,利用水力学中速度势函数叠加原理,验证了现有的单管、单排管及双排管冻结温度场解析解。进而针对三排管冻结,引入“遮挡系数”,类比推导3排管冻结温度场解析解,并用热学数值模拟方法加以验证。研究结果表明,解析解计算结果与数值模拟结果较吻合,证明推导过程正确,为今后多排管冻结温度场解析解的推导提供一定的思路,得到的结果可靠,能为3排冻结管冻结设计施工提供理论指导。     

热管技术在通风空调节能中的应用

考察了建筑通风空调能耗现状及其能流特征,介绍了热管换热技术在通风空调中用于废热(冷)回收的优势及应用方式。对热管的结构形式、热管传热的影响因素、工质的选择进行了分析。     

冻结法在川气东送管道工程抢修中的应用

川气东送管道工程武汉主干线采用盾构法穿越长江。在盾构到达接收井后,产生隧道被淹,盾构淹没在土体中的险情。叙述了抢修工程采用冻结法对土体进行加固的要点。在施工过程中,对冻结盐水温度、冻土温度等进行实时监测,合理施工,成功解决了抢修中的难点。     

琼州海峡隧道盾构对接冻土帷幕温度场数值分析

盾构对接冻结法加固时,确定冻结方案、掌握冻土帷幕温度场发展与分布规律等是需要解决的关键问题。依托琼州海峡隧道盾构对接工程,运用有限元软件建立直管冻结和半圆环形冻结两种数值模型,对冻土帷幕温度场的发展规律进行研究,主要得出:两种模型冻土帷幕在各个切片上都能满足设计要求,故在琼州海峡隧道盾构对接时采用冻结法加固是可行的;随冻结时间的增加,两种模型的冻结壁都是以冻结管为中心开始生成并慢慢相交,最后形成封闭的冻土帷幕以达到止水支护效果;直管冻结的冻土帷幕生成时间更短且最终生成的冻土帷幕厚度更厚。所得结果可为今后类似工程设计提供了参考依据。