冻土的土壤电阻率影响因素及接地特性研究

冬季土壤受冻结作用影响,土壤电阻率明显升高。本研究提出了一种土壤导电模型,搭建了土壤电阻率测量试验平台,依据蒙东地区冬季环境的温度与土壤分层结构调研结果,设计不同含水量的黄土与砂土土壤样本在-20℃的恒温密闭环境内的冻土试验,对比分析不同样本的土壤电阻率随温度的变化情况与规律,将试验结果应用于变电站实例,计算分析土壤电阻率的升高对接地电阻、接触电压和跨步电压的影响规律。     

垂直分层土壤中接地网的结构优化研究

随着土地资源的紧缺,往往需要在有限的土地资源条件下选取合适的土壤模型并设计相应的符合参数要求的接地网方案.建立了垂直分层的土壤模型,用以模拟在山脚、江(河)两岸等的情况下的土壤电阻率分布.运用CDEGS仿真软件计算接地网的接地电阻、接触电压及跨步电压等参数,通过增设双层地网、增加垂直或倾斜接地体及改变网格密度等方式研究...     

基于环状回流极的接地模拟试验平台测量研究

由环状回流极构成的接地模拟试验回路具有回路电阻小、散流路径合理的优点,在接地模拟试验中得到了广泛应用。然而回流极的引入会导致地中电位分布发生畸变,进而影响到接地电阻的准确测量。因此笔者从理论角度对接地模拟试验平台地中电位分布特征进行了研究,结果表明回流极的引入会拉低接地装置的地电位升、回流极与接地装置之间会产生零电位参考点、无法根据接地电阻定义得出准确接地电阻值;基于二端口理论推导得出了接地装置接地电阻的修正公式;采用CDEGS仿真软件将不同尺寸、不同型式接地装置以及不同土壤电阻率下接地电阻修正值与真实值进行了比较,结果表明修正值的绝对误差率均低于0.5%,验证了该修正公式的有效性,对于试验现场测量具有一定的指导意义。     

双层高土壤电阻率地区发变电站接地网的分析

高土壤电阻率地区存在土壤垂直分层现象.为了均匀地表的电位分布,应进一步降低接触电压和跨步电压.采用接地设计软件CDEGS分析了发、变电站接地网不等间距布置方式压缩比的选取对接地电阻.接触、跨步电压的影响.讨论了不等间距接地网导体根数的选取原则.分析了青海某高土壤电阻率地区变电站接地网不同布置形式对接地网接地电阻、短路电流、接触电压以及地表电位的影响.分析表明.最优压缩比与上层土壤厚度、反射系数和接地网边长有关:在设计接地网时.只需考虑接触电压的最大值就能够达到安全要求;对于100 m×100m的接地网.其导体根数不少于10根.可保证导体上的泄漏电流密度更均匀,并显著地减小接地网接地电阻及地表电位.达到了对接地网的安全要求.     

均层土壤中接地网相关接地参数的计算与仿真

根据电流场的理论,运用边界元法将大型接地网电磁场计算的控制微分方程转换为边界积分方程,然后将积分方程进行离散,通过解线性方程组求出流散电流及边界上的节点电压。本文详细介绍了该方法的原理及处理技术,并利用Matlab软件编程计算了均层土壤下的接地电阻,同时借助其图像功能直观反映了接地网的跨步电压、接触电压以及地面电位的分布,通过算例的验证,得出该方法计算精度高,能够适用于接地网接地参数的研究及工程实际的应用。     

岩溶坡面土壤地下漏失过程模拟研究

西南喀斯特地区石漠化现象严重,其独特的地表地下二元水文地质结构导致了表层岩溶带水土流失不仅表现为坡面水土流失,同时还存在水土向地下漏失的现象。为揭示岩溶坡面土壤地下漏失过程的规律和机理,利用物理模拟试验和CFD-DEM数值模拟相结合的方法,分析坡面土壤地下漏失的过程中土壤颗粒运移规律和特征。研究结果表明随着降雨的历程,坡面不同层位的土壤颗粒运移速度由坡顶到坡底逐渐增大的趋势转变为整个坡面土壤颗粒运移速度趋于一致,从剖面上看,土壤颗粒运移速度从降雨初期的表层>中层>底层转变为降雨后期的速度趋于一致;随着降雨历程,坡面土壤由地表流失出口和地下漏失口率先侵蚀,随后坡面形成侵蚀细沟并加剧侵蚀最终发展到坡面整体滑移的过程;随着降雨的进行,坡面颗粒与坡面的接触数先显著降低后小幅增大,裂隙口下缘的颗粒与坡面接触数逐渐增大;此外,在降雨过程中,坡面上的颗粒与坡面在Y方向的接触力整体上始终较小,表明降雨过程中颗粒与坡面的相互作用力较弱。     

土壤石油污染环境容量的评估与模拟研究

文章基于对某滨海油区环境和生态进行调研分析的结果,选择一般参数法、综合估值法和数值模拟法三种方法对土壤石油污染的环境容量进行评估和模拟研究.研究分析了污染物在土壤中的时空分布,预测分析污染物迁移趋势和范围,综合探讨了研究区土壤石油污染的环境容量,可为制订有关环境标准和加强土壤石油烃排放管理提供技术依据和参考.     

层状复合岩体宏观力学参数的计算机模拟试验

以清江水布垭水利枢纽工程为背景,结合现行的岩石力学试验方法,对层状复合岩体进行了三轴压缩试验的计算机模拟。研究了层状复合岩体宏观变形参数的各向异性以及岩层倾角、埋深、变形模量等因素对层状复合岩体宏观力学参数的影响,其结果可望对人们认识岩体的宏观力学参数有所裨益。     

二次注浆微型桩水平承载力试验与数值模拟研究

微型灌注桩施工简便、竖向承载力高、经济环保,具有良好的适用性。但在某些特殊工程中当微型灌注桩承受水平荷载时,由于受桩径和施工工艺的限制,往往不能满足水平承载力设计要求,从而很大程度上限制了微型灌注桩的进一步推广应用。通过不同施工工艺微型灌注桩的现场水平荷载试验及数值模拟,研究微型桩桩周二次注浆施工工艺对单桩水平承载力提高的影响。由现场试验研究二次注浆施工工艺对微型灌注桩单桩水平荷载-位移曲线形式、临界荷载、极限荷载、桩周土抗力系数的比例系数m值的影响;由数值模拟对比分析不同注浆量及注浆范围对单桩水平承载力的影响,进而得出桩土最优刚度比和最佳注浆深度。最后初步探讨了微型桩桩周二次注浆施工工艺提高单桩水平承载力的机理。     

基岩裸露率与土壤厚度对土壤流失影响的模拟试验

为了研究岩溶地区基岩裸露率与土壤厚度对土壤流失的影响,利用自制的试验设备,开展了浅薄土壤下覆表层岩溶裂隙带水文过程及其驱动的土壤运移过程室内模拟试验研究。综合考虑岩溶二元水文地质结构下存在的土壤地表流失与地下漏失现象,结果表明地表和地下产沙速率随时间的变化先快速上升到峰值之后逐渐减小,地下产沙速率与土壤厚度呈显著正相关关系,地表产沙速率与基岩裸露率呈显著负相关关系,随着基岩裸露率的增大,地表产沙速率随时间的波动越来越明显;地表/地下产沙量与基岩裸露率/土壤厚度的相关性较好,线性相关性系数R2均达到了0.9以上。地表产沙量随着基岩裸露率、土壤厚度的增加而减小;而地下产沙量随着基岩裸露率的增大而减小、随着土壤厚度的增加而增大。     

影响双层土壤中垂直接地极性能的研究

在土壤电阻率较高、占地面积较小的变电站,仅靠水平接地网,接地电阻往往不能满足国家有关规定的要求,需要采取降阻措施。在变电站双层土壤结构中,采用接地设计软件CDEGS分析了上层土壤电阻率、反射系数、上层土壤厚度及垂直接地极长度变化对降阻率的影响。结果表明,上层土壤电阻率不同,对降阻率的影响较小;降阻率随反射系数增大而减少;垂直接地极长度小于上层土壤厚度时,反射系数对降阻率的影响非常小;随垂直接地极长度的增加,降阻率逐渐增大,但增大到一定长度后趋向饱和。反射系数为负时,穿入下层土壤的垂直接地极能有效地降低接地电阻。     

基于EMTP仿真和实测的接地电缆雷电过电压特性分析

针对目前缺少有效设备仪器和方法保护接地系统雷击浪涌的问题,文中系统化地研究了地下配电电缆中使用的接地系统的暂态特性.通过现场实验测试与EMTP仿真分析,对传统多点接地电缆系统和非捆绑式公共接地电缆系统中性线感应的雷电过电压进行了评估计算与详细比较.首先通过EMTP软件建立配电缆雷击感应电压计算仿真模型;然后通过比较实际测量结果与EMTP仿真所得到的数值结果,验证本研究所建立的仿真模型的有效性和准确性.最终,通过验证后的模型的EMTP仿真结果对雷电绝缘水平进行预测.     

异阻区土壤对接地网接地电阻影响分析

准确模拟接地网周围土壤结构对接地装置优化设计具有重要意义。基于有限元算法,建立了考虑异阻区的土壤结构模型,对接地网散流过程中地中电流密度进行分析;并对异阻区土壤电阻率、截面积、厚度、位置等参数对接地网接地电阻的影响规律进行了定量分析。结果表明:异阻区截面积不大于10 m×10 m时,可以忽略异阻区对接地网接地电阻的影响,否则应考虑其对接地电阻的影响;异阻区土壤电阻率越小、厚度越大,其对接地电阻的影响越大,异阻区土壤电阻率ρ=10Ω·m,厚度h=1 m时,接地电阻下降幅度为36%;异阻区土壤位置在接地网边角(40,40)时其对接地电阻的影响最大;高土壤电阻率地区采用边角换土方式代替传统的整体换土,不仅可以减少施工量还可以有效的降低接地电阻。     

季节性冻土环境下输电杆塔地网接地特性研究

季节性冻土的融冻循环过程会导致土壤电阻率和冻土层分界面随季节变化,冬季输电线路杆塔地网接地电阻可能上升,甚至超过标准限定值,影响线路的安全稳定运行。为了研究季节性冻土因素对杆塔地网接地电阻的影响,仿真研究了冻土层结构及冻土层厚度对其接地电阻的影响,并采用柔性石墨和圆钢接地材料同沟敷设的方案对实际输电线路杆塔地网进行了改造,对比分析了接地电阻的差异。研究结果表明:在不同冻土层结构和冻土层厚度情况下,柔性石墨地网相比于圆钢地网,其接地电阻最大降阻率分别达到了18. 76%和23. 65%。研究成果可为季节性冻土环境下输电线路杆塔接地降阻提供参考。     

风洞试验数值模拟中的若干问题研究

利用计算流体动力学(CFD)原理在计算机上模拟建筑结构周围风场的变化,可以求解结构表面的风压。计算流体动力学中,无论采用何种湍流模型,给定适当的边界条件都是一个相当重要的问题。湍流边界条件主要涉及两个重要的物理量:湍动能k和湍动能耗散率ε,而二者的表达式中涉及两个系数:k0和L0u。对于不同的大气边界层假设,k0和L0u有不同的取值。但究竟哪组值最准确,目前尚无定论,还有很多地方值得进一步研究。详细探讨了如何确定最合适的系数k0和L0u:针对CAARC标准模型,对k0和L0u取不同的值和不同的组合,经过试算和比较,从中选取最合适的值及其组合。     

青藏铁路冻土地区接地方式研究

青藏铁路沿线多年冻土地区普遍呈现出较高的土壤电阻率,非常容易造成雷击事故.根据格拉段多年冻土地区的特征,提出在铁路沿线变电站采用立体接地网,降低接地电阻和地表电压.采用接地设计软件CDEGS对变电站立体接地网的面积、垂直接地体及季节变化的影响进行了分析,结果表明,在冻土地区选择合适的立体地网参数能够达到降低接地电阻和地表电压的效果,立体接地网的水平面积可选100～150 m2,垂直接地体布置在水平接地网边缘,尽可能等间距分布.季节性冻土的垂直接地体长度可选为15 m,根数选10～15;对于不太厚的多年冻土,垂直接地体长度可取30 m,根数选15～20.冻土中立体接地网可减小季节因素的变化对接地电阻的影响.     

基于热响应测试的分层土壤地埋管换热器数值模拟研究

结合热响应测试数据,建立了三维分层土壤地埋管换热器非稳态模型,并进行了验证。通过分析比较单层、分层土壤地埋管换热器模型,结果显示分层土壤地埋管模型误差较小;通过分层土壤地埋管模型分析了100 m、80 m、60 m深度埋管的换热性能,结果显示增加埋深时,单位延米换热量随着埋深的增加而减小,验证了热短路现象存在性。     

土体湿化试验研究现状

土体湿化试验是研究土体湿化特性的重要手段。随着近年来土石坝建设的快速发展,土体湿化试验研究变得尤为重要。文章总结了相关文献的研究成果,从土体湿化试验的研究方法、土体湿化特性和目前存在的问题三方面阐述了土体湿化试验研究的现状。     

基于正交试验的加筋土界面摩擦影响因素分析

以河北省邢汾高速公路土工格栅加筋高填方路堤工程为背景,用正交设计表L18(37)安排了54组拉拔试验,分析了7个因素对加筋土界面摩擦特性的影响.试验结果表明,影响加筋土界面摩擦特性的因素主次顺序为上覆荷载、含水率、筋材距试验箱侧壁距离、拉拔速率、格栅类型、筋材水平埋入长度、干密度.其中,上覆荷载、含水率、筋材距试验箱侧壁距离、拉拔速率对筋-土界面摩擦特性的影响特别显著.通过分析筋-土界面拉拔摩擦系数与7个因素的关系,得到了各因素的优水平以及各因素在拉拔试验过程中的变化规律.