变热物性非稳态导热下人工冻土温度场解析解

为优化冻结方案、准确掌握人工冻土温度场发展状况、处理紧急情况,需要了解变热工参数对人工冻土温度场的影响。以圆形断面为计算断面,在特定的温度场定解条件下,假定变热系数随径向按照一定规律变化,从而推导了平面极坐标下人工冻土温度场方程的解析解,得出了三种不同变化形式下的温度场变化情况,并可以根据算出的温度场方程反推冻结冰峰移动情况。     

人工冻土热工参数智能反演方法研究

首先运用遗传算法,在一定的初边值条件下通过对比试验实测值与解析解确定出导热系数与比热的函数值α(λ,c,ρ),再利用已确定出的系数α,通过遗传数值法计算值与实测值比较,进而确定出等效导热系数λ与比热c。     

季节冻土层下人工冻土墙温度场试验研究

文中研究季节冻土层对人工冻土墙温度场的影响。研究结果表明,季节冻土层有无及季节冻土层温度的不同对冻土墙轴面和界面交点处的温度存在影响。季节冻土层温度越低,人工冻土墙温度变化速率越快。随着季节冻土层温度的升高,人工冻土墙最终温度也有所升高,当无季节冻土层时人工冻土墙温度变化速率最慢。试验结果对利用天然冷能节省人工冻结耗能技术在实际工程中的应用具有一定的实用价值和指导意义。     

人工冻土灌注桩桩身温度场及混凝土强度试验研究

采用物理模型试验方法,对人工冻土条件下混凝土灌注桩进行了桩身温度场监测及混凝土强度检测,并基于试验数据,研究了人工冻土中灌注桩桩身温度场发展规律和混凝土强度增长特性,可为人工冻土条件下混凝土灌注桩的施工提供技术指导。     

人工冻土解冻温度场数值分析

以某车站盾构到达人工水平冻结加固工程为背景,利用大型有限元软件建立自然解冻数值模型进行模拟分析,并将现场监测数据与数值模拟结果进行对比分析。研究表明:水平冻土帷幕在停止冻结后60 d可以完成自然解冻过程;冻土的自然解冻速率随解冻时间的延长而减慢;影响盾构达到人工水平冻土帷幕自然解冻的主要因素为隧道空气散热及未冻土的热传导。     

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。     

热工参数对混凝土结构温度场影响研究

根据热学基本原理,结合结构设计需要,以上海地区某桥梁为对象,分析了各基本热工参数对混凝土结构温度场和温度效应的影响,重点阐述了表面热交换系数和太阳辐射吸收系数的影响。旨在为混凝土结构温度问题的研究和为考虑温度作用的结构设计提供参考。     

考虑衬砌和隔热层的寒区隧道温度场解析解

将隧道非齐次的瞬态传热分解为周期函数边界下的瞬态传热和恒温边界下的稳态传热,利用分离变量与Laplace变换相结合的方法,求解有保温隔热层的寒区隧道瞬态温度场的显式解析解。根据能量守恒,建立隧道洞内气体的气–固耦合传热模型,并获得洞内气体年平均温度和温度振幅的显式解析解。衬砌温度影响因素分析表明,随着隧道埋深和年平均气温的增加,二衬内、外两侧的温度呈线性增加,当年平均气温低于0℃,季冻区隧道埋深小于80m时,5cm厚隔热层很难单独满足防寒需求,应与主动供暖措施联合;随着隔热层厚度的增加,二衬的温度呈增长趋势,但增长速率却逐渐减小;当隔热层厚度超过5cm时,通过增加隔热层厚度来提高衬砌温度要考虑其经济性。依据隧址区的气候及地形条件,采用工程类比和解析解相结合的方法分段计算隔热层厚度。与实测值对比结果表明,理论解满足工程精度要求。     

人工冻土流变模型的识别与参数反演

在大量冻土蠕变试验的基础上，用等时曲线近似方法确定了冻土的屈服极限，建立了多种粘弹性和粘弹塑性流变模型，采用非线性最小二乘法反演了冻土流变参数，并基于简单性和精确性原则，建立了冻土模糊优选模型。模糊评判结果表明，在较低应力下Burgers模型是最优模型，在较高应力下村山朔郎模型为最优模型。     

双参数弹性地基上周边固支叠层厚板的解析解

基于三维弹性力学的基本方程，引入Dirac函数，导出了周边固支叠层板的状态方程。采用Cayley-Hamilton定理，得出了双参数地基上叠层厚板在任意荷载作用下的封闭解。此解满足弹性力学全部方程和层间连性条件，适用于任意厚跨比，可求出全部位移的应力分量，计算结果吻合较好。     

人工冻土冻结温度影响因素灵敏度分析

确定影响人工冻土冻结温度因素的灵敏度,对冻结法施工中科学掌握冻土温度场的发展有重要意义。本文较全面地考虑了影响人工冻土冻结温度的定量、定性因素,运用人工智能理论,提出一种预测人工冻土冻结温度的新方法,在此基础上,分析了各影响因素的灵敏度,对准确预测人工冻土温度场发展有重要意义。     

人工地层冻结温度场试验台设计和研究

根据工程原型和冻结温度场相似准则 ,初步设计了冻结温度场物理模型试验台 ;并利用该试验台对双排管冻结温度场的温度分布规律进行了相似模拟研究 ,具有一定的参考价值     

多排管冻土帷幕平均温度特征与计算方法

通过数值模拟方法分别研究三、四排管直线冻土帷幕平均温度与冻土帷幕厚度、管排间距、冻结管排列形式以及冻结管排数之间的关系。并且通过分析多排管直线冻土帷幕温度场特征,运用温度场拼接和等效方法提出了一种多排管直线冻土帷幕平均温度的计算方法。通过公式计算结果与数值模拟结果的比较发现,该计算方法具有较好的适用性和较高的准确性。     

冻土通风管路基的温度场分析与设计原则探讨

通风管冷却系统是一种普遍应用的防止冻土退化的工程处理措施。针对青藏铁路高温冻土路段通风管设计与施工中的基本问题 ,通过系统数值仿真试验结果 ,考虑了通风管管间距 ,通风管管径以及通风管埋设高度等因素对冻土路基温度场的影响 ,分析了通风路基在各种因素影响下的冷却效果 ,再考虑到通风管的变形与强度以及冻土路基的稳定性要求 ,提出了通风管路基的设计原则     

单排管冻土帷幕平均温度计算方法分析

以基于巴霍尔金温度场理论的冻土帷幕平均温度计算方法为基础,考虑了冻结管间距和冻土半径,得到了平均温度简化公式。同时,用Matlab软件拟合简化公式,得到了简化公式的两个参数。结果表明,采用简化公式计算的平均温度比较接近精确值。     

单排管冻土帷幕平均温度非定等效截面计算方法

冻土帷幕平均温度,直接反映冻土帷幕强度等指标。巴霍尔金单排管冻结温度场公式很好地吻合了交圈之后的冻土帷幕温度场。基于该解析解导出的冻土帷幕平均温度计算方法有巴霍尔金等效三角形法及其修正方法(等效梯形法和等效三角形法),这些方法都是用某一固定横截面上的平均温度等效整体冻土帷幕平均温度,在一定程度上忽略了不同工况下各参数的差异,存在一定误差。文中通过对单排管冻土帷幕平均温度积分公式进行数学理论分析,采用非固定等效截面的平均温度等效整体冻土帷幕平均温度,得出了适应冻土帷幕各种可能的参数变化并误差更小的平均温度计算方法。     

冻土帷幕平均温度“成冰”公式的适应性研究

“成冰”公式广泛应用于人工地层冻结法的冻土帷幕平均温度的计算，为了确定“成冰”公式的适应性，本文以基于巴霍尔金温度场理论的冻土帷幕平均温度计算方法为基础，考虑了影响人工冻土冻结温度的定量、定性因素，运用数学理论，分析了“成冰”公式在人工地层冻结中计算平均温度的适应性。结果表明，“成冰”公式不适合用于冻土帷幕平均温度的计算。     

冻土的本构关系

对冻土的应力-应变特性进行了深入研究,在姚仰平等考虑温度的UH模型的基础上,提出考虑温度影响适用于冻土的UH模型。与原有考虑温度的UH模型相比,提出的新模型仅增加了1个抗拉强度参数,既能反映冻结黏土的前期固结压力随温度降低而升高的特性,又能反映冻结黏土随温度降低黏聚力提高的强度特性。新模型的温度适用范围为-1~-30℃,与已有的试验结果进行对比,结果显示,新模型能够较为合理地描述冻土的基本力学特性。