一、寒區(qū)工程中熱棒技術(shù)的應(yīng)用原理和前景（論文文獻(xiàn)綜述）
鄧友生,劉俊聰,彭程譜,付云博,李令濤[1]（2021）在《鐵道路基凍害防治方法研究》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理路基凍害是西北部地區(qū)鐵路建設(shè)面臨的重要工程問題之一.從路基沉降變形、凍脹及不良地質(zhì)環(huán)境等方面,系統(tǒng)論述了路基工程的主要病害類型及影響因素.從消極保溫和積極降溫兩大方面,研究并分析了鋪設(shè)保溫材料,設(shè)計合適的路堤高度,設(shè)置遮陽板、通風(fēng)管道,鋪設(shè)塊石層,氣冷片石、碎石護(hù)坡、熱棒和旱橋等防護(hù)措施及其優(yōu)缺點(diǎn).在全球氣候變暖和凍土區(qū)人類活動增多的狀態(tài)下,提出其現(xiàn)階段工程應(yīng)用中存在的問題和未來的研究方向,為寒區(qū)凍土鐵路工程的設(shè)計、施工及養(yǎng)護(hù)提供參考.
劉高靈[2]（2020）在《漠大一線溫度場分析與近中期結(jié)構(gòu)安全性評價》文中指出中俄輸油管道漠大一線是我國“一帶一路”重要能源合作項(xiàng)目之一,其平穩(wěn)安全運(yùn)營對我國的發(fā)展有著十分重要的經(jīng)濟(jì)意義和戰(zhàn)略意義。2011年漠大一線投產(chǎn)后,原始設(shè)計油溫為-6.41℃～3.65℃,而目前來油最高溫度已上升至20.58℃,未來還將面臨持續(xù)升高的可能,這使得管道融沉風(fēng)險加劇。2018年漠大二線投產(chǎn)后,隨著管道運(yùn)營時間的增加,兩管間可能會產(chǎn)生相互影響,使得融沉風(fēng)險進(jìn)一步加劇。因此,目前急需對漠大一線近中期安全性進(jìn)行評價與預(yù)測。本文首先利用Fluent軟件建立了漠大一線埋地管道周圍土壤溫度場數(shù)學(xué)模型,分別分析了輸油溫度、管道埋深、保溫層厚度對土壤溫度場的影響,進(jìn)而建立了一套量化土壤最大融化深度的預(yù)測方法,研究認(rèn)為油溫持續(xù)升高對凍土區(qū)埋地輸油管道周圍土壤溫度場的影響較大,且融化深度隨管道埋深的增大而增大,隨保溫層厚度的增大而減小。在確定最大融化深度的基礎(chǔ)上,利用ABAQUS軟件建立了計算管道應(yīng)力應(yīng)變的有限元模型,分析了融沉變形量、管道壁厚、管道內(nèi)壓對管道應(yīng)變的影響,進(jìn)而形成了量化管道應(yīng)變的預(yù)測方法,研究認(rèn)為管道應(yīng)變隨著融沉變形量的增大而增大,隨管道壁厚的增大而減小,而管道內(nèi)壓對其影響較小。最后研究了熱棒技術(shù)降低管道融沉風(fēng)險的有效性,利用Python軟件編寫考慮熱棒作用下的管道周圍土壤溫度場模型并導(dǎo)入ABAQUS中進(jìn)行數(shù)值模擬,研究認(rèn)為熱棒的有效冷卻半徑在1.75m左右,熱棒技術(shù)降低了凍土區(qū)埋地輸油管道周圍土壤的融沉風(fēng)險。同時對熱棒的實(shí)際布置方式進(jìn)行了研究,當(dāng)熱棒與管道中心距離為1.5m時降溫效果最理想;管道同側(cè)相鄰熱棒之間間距越大,凍土層融化深度越大,且影響程度隨管道運(yùn)營時間的增大而增大,從而為現(xiàn)場實(shí)行熱棒技術(shù)提供建議。
呂夢菲[3]（2020）在《青藏鐵路多年凍土區(qū)電力桿塔熱樁基礎(chǔ)凍拔效應(yīng)數(shù)值分析》文中提出隨著人類在多年凍土區(qū)生產(chǎn)活動的增加,對于電力輸送的要求與日俱增。然而多年凍土區(qū)輸電桿塔建成在后期的使用過程中,由于外界環(huán)境溫度的周期性交替變化,導(dǎo)致樁基礎(chǔ)產(chǎn)生凍脹融沉病害。樁基礎(chǔ)在冬季發(fā)生凍脹時,樁體的上升位移與其附近土體的凍脹值近乎相同,而在土體發(fā)生融沉?xí)r因樁體深埋于凍土的永凍層中受凍結(jié)力的影響使得樁體的融沉值小于土體,由此產(chǎn)生樁土的相對變形差,如此往復(fù)作用即會導(dǎo)致“凍拔”病害,將嚴(yán)重影響輸電桿塔的安全性和使用性。為了得出熱樁基礎(chǔ)對該病害治理的長期作用效果,本文在青藏高原未來50年升溫2.6℃的背景條件下,以青藏鐵路望不段電力桿塔熱樁基礎(chǔ)與普通樁基礎(chǔ)（無熱棒樁基礎(chǔ)）的現(xiàn)場試驗(yàn)為基礎(chǔ),運(yùn)用ANSYS數(shù)值模擬軟件通過熱力耦合的方法對有無熱棒樁基礎(chǔ)進(jìn)行長期穩(wěn)定性研究,得出:（1）隨著外界環(huán)境溫度的逐年升高,凍土層深8m范圍內(nèi)的土體溫度整體上呈現(xiàn)出上升趨勢。隨著年限時間的增加,無熱棒樁基礎(chǔ)的活動層厚度有所增加,嚴(yán)重影響樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性。熱棒樁基礎(chǔ)對土層深度為3m至8m的樁周土體的溫度有良好的降溫效果,在5m深時降溫幅度最大為2.6℃,且熱棒可提高凍土上限值可較好的保持凍土的穩(wěn)定性。但是隨著年限的增加,熱棒的有效工作效率在逐漸衰減從而導(dǎo)致對土層的降溫效果減弱。（2）在相同的外界溫度荷載下,熱棒將很大程度的提高凍土的降溫速率,過快的降溫速率將使得土體內(nèi)部的水分還未來得及遷移土體就已完成了凍結(jié)過程,從而會對土體的凍脹產(chǎn)生抑制作用。（3）樁基礎(chǔ)在冬季發(fā)生凍脹時,樁體與其附近土體的凍脹值近乎相同（不考慮樁體被拔斷）,熱樁基礎(chǔ)由于熱棒的降溫作用較普通樁基礎(chǔ)在冬季時的凍脹值減小,且由于熱棒在冬季整體上降低了土層的溫度,使之在夏季時土體的溫度依然低于普通樁基礎(chǔ)從而對土體的融沉亦有較好的抑制作用。（4）通過對熱樁基礎(chǔ)與普通樁基礎(chǔ)20年中年凍拔值分析得:普通樁基礎(chǔ)的年凍拔平均值約為19mm,熱樁基礎(chǔ)的年凍拔平均值約為10mm,可得熱棒樁基礎(chǔ)對于多年凍土區(qū)輸電桿塔樁基礎(chǔ)的凍拔病害有良好的治理效果。
王玉琢[4]（2019）在《凍融作用下滲排水土工格柵路基水熱變化實(shí)驗(yàn)研究》文中指出由于我國季節(jié)性凍土地區(qū)超過了國土面積的半數(shù)以上,季節(jié)性凍土地區(qū)的土質(zhì)路基受土體內(nèi)水分作用所產(chǎn)生的凍脹和融沉等特性對路基的穩(wěn)定性影響很大。而隨著全球性的氣候變化影響,多年凍土地區(qū)面積逐年遞減,而季節(jié)性凍土地區(qū)的面積不斷擴(kuò)大,并向高緯度地區(qū)推移。凍融和地基多年凍土融化將嚴(yán)重影響季節(jié)性凍土地區(qū)路基強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。針對季節(jié)性凍土地區(qū)的路基土體含水率過大的問題,東北林業(yè)大學(xué)寒區(qū)科學(xué)與工程研究院（institute of cold regions science and engineering northeast forestry university）研制開發(fā)了滲排水土工格柵（Seepage Drainage Geogrid,簡稱SDG）,此項(xiàng)技術(shù)基于保溫路基和通風(fēng)路基結(jié)構(gòu)以及塑料排水板和土工格柵等材料與土體復(fù)合工作原理和設(shè)計思路。并在此基礎(chǔ)上與土質(zhì)路基土體結(jié)合組成滲排水土工格柵路基,能夠?qū)竟?jié)性凍土地區(qū)路基土體的水熱穩(wěn)定性起到積極作用。從而起到減少路基土體含水率和提高路基穩(wěn)定性的作用。本文首先進(jìn)行滲排水格柵路基土體的小型試件的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究,在得出凍融條件下,小型試件的調(diào)節(jié)路基土體溫度和含水率變化規(guī)律基礎(chǔ)上,進(jìn)行滲排水格柵路基土體足尺模型的凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn),根據(jù)以往實(shí)驗(yàn)得出的滲排水格柵路基的調(diào)節(jié)溫度和含水率變化規(guī)律,進(jìn)行了其他研究內(nèi)容的室內(nèi)實(shí)驗(yàn):1、在凍融作用下,構(gòu)建合理的滲排水格柵路基結(jié)構(gòu)形式;2、對滲排水格柵路基的土體材料進(jìn)行優(yōu)化選擇;3、格柵構(gòu)形和尺度效應(yīng)對傳熱場協(xié)同影響;4、建立考慮界面約束的土體水熱耦合數(shù)學(xué)模型。研究結(jié)果表明:1、敷設(shè)滲排水土工格柵后,能顯著的改變其周圍土體對外界的溫度變化的響應(yīng)速度;當(dāng)外界降至負(fù)溫時,能阻止下部土體水分遷移產(chǎn)生單向積聚,進(jìn)而減緩阻止冰透鏡體的形成;外界升至正溫時,能顯著降低周圍土體含水率;改善滲排水土工格柵管的構(gòu)型、增加敷設(shè)層數(shù)、增大格柵管壁孔隙孔徑和減小孔隙間距等都是提高滲排水土工格柵的作用和功效的有效途徑。2、毛細(xì)水遷移凍脹機(jī)理和土薄膜水遷移理論能夠很好的解釋滲排水土工格柵的排水機(jī)理。其調(diào)溫和調(diào)節(jié)含水率的機(jī)理是以土顆粒、水分、冰和空氣為主導(dǎo)的能量傳遞媒介,在外界大氣溫度變化的條件下,進(jìn)行物質(zhì)間能量傳遞和交換,從而引起的土體內(nèi)部溫度變化和水分變化,進(jìn)而使土體內(nèi)的溫度場和水分場重新分布,這種重新分布使路基土體能減少由水導(dǎo)致的凍害;3、當(dāng)外界風(fēng)速大于0.1m/s時,增大格柵管體與土體接觸面積,使格柵管表面積與其貫穿土體橫斷面積比值大于0.33時,滲排水土工格柵就能起到明顯的調(diào)溫和排水作用;4、通過COMSOL Multiphysics有限元軟件模擬模型實(shí)驗(yàn)過程,得到敷設(shè)滲排水格柵土體在凍融條件下的整體的溫度和水分變化規(guī)律和分布情況與實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論相同。優(yōu)化模型試件土體材料后,使用導(dǎo)熱系數(shù)大或者孔隙率大填料,在同等條件下,能提高滲排水格柵的降溫和排水性能。
季雨坤[5]（2019）在《冰透鏡體生長機(jī)制及水熱力耦合凍脹特性研究》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理凍土凍脹是冰透鏡體生長的宏觀表象,人工凍土及天然凍土在凍結(jié)后均會引發(fā)一定范圍內(nèi)的凍脹變形,過量的凍脹變形將導(dǎo)致礦山井筒工程、隧道工程、民用工程等基礎(chǔ)設(shè)施的破壞。凍脹過程中冰透鏡體生長及其背后潛在物理化學(xué)機(jī)制所涵蓋的界面接觸處分子間相互作用是理解成核、結(jié)晶、相變和礦物置換等物理過程的基礎(chǔ)。掌握凍結(jié)土體基本物理特性,揭示冰透鏡體生長過程中凍土水熱力耦合物理行為,完善凍結(jié)土體物理力學(xué)理論體系,對資源高效開發(fā)及人工地層凍結(jié)工程與寒區(qū)凍土工程的高效構(gòu)建具有十分重要的科學(xué)意義。本文圍繞特定環(huán)境影響下的冰透鏡體生長機(jī)制及凍土水熱力耦合行為與機(jī)理為關(guān)鍵科學(xué)問題,綜合采用室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析與建模、數(shù)值模擬等技術(shù)手段,對凍結(jié)過程中凍脹敏感性、水熱力耦合作用下的凍脹機(jī)理及理論、凍脹穩(wěn)定控制等科學(xué)問題進(jìn)行研究。主要獲得以下創(chuàng)新性成果:（1）采用微觀結(jié)構(gòu)掃描與分子結(jié)構(gòu)分析的方法揭示了蒙脫土及高嶺土的水物理特性,指出蒙脫土礦物相較高嶺土具有更好的親水能力進(jìn)而使得凍脹較小。此外,研究了顆粒介質(zhì)粒徑影響下的冰透鏡體生長機(jī)制,綜合考慮自然界不同含量砂-粉-粘顆粒組成土體粒徑的差異,對給定土體的凍脹敏感性進(jìn)行了評價。研究指出介于細(xì)粒及粗粒間的中等顆粒土體（如粉土）其凍脹敏感性更強(qiáng),當(dāng)粗顆粒土中細(xì)粒含量顯著增多時也可出現(xiàn)明顯凍脹現(xiàn)象。（2）為了研究凍脹敏感性土體的凍脹-凍脹力現(xiàn)象,研制出模擬環(huán)境約束狀態(tài)的凍脹試驗(yàn)系統(tǒng),開展了溫度梯度誘導(dǎo)-力學(xué)約束影響下的凍脹試驗(yàn)。研究揭示了冰透鏡體生長演化過程中土體的宏細(xì)觀水熱力耦合行為,獲取了溫度梯度-力學(xué)約束-凍脹變形-凍脹力之間的動態(tài)耦合關(guān)系。此外,研究探討了冰顆粒對孔隙結(jié)構(gòu)及水分流動特性的影響,分析了力學(xué)約束作用下凍脹-凍脹力演化特征,給出了凍脹力隨約束增大的機(jī)理解釋及最大凍脹力的數(shù)學(xué)描述。（3）以結(jié)晶動力學(xué)過程及冰-水相界面熱力學(xué)理論為基礎(chǔ),綜合考慮等效水壓力對相變過程及凍土體滲透性的影響,以基于水活性的化學(xué)勢梯度作為水分遷移驅(qū)動力建立了描述冰透鏡體生長演化的理論模型,并提出了經(jīng)驗(yàn)參數(shù)分凝勢的數(shù)學(xué)描述。研究探討了凍結(jié)緣內(nèi)水活性對冰-水相變物理過程及水分流動特性的影響,描述與分析了冰透鏡體的生長演變規(guī)律。（4）通過類比非飽和土體的有效應(yīng)力原理,明確了凍土體有效應(yīng)力的物理意義,在水、熱、力耦合作用機(jī)制下以冰透鏡體的分凝及生長為關(guān)鍵建立了離散冰透鏡體凍脹模型。在此基礎(chǔ)上,考慮冰透鏡體生長機(jī)制對上覆荷載的強(qiáng)烈依賴性,在水、熱及固結(jié)耦合作用下將約束凍脹力等效為力學(xué)約束、凍脹量、凍結(jié)時間等因素的非線性函數(shù),綜合考慮原位凍脹、分凝凍脹、骨架變形等要素,建立了約束環(huán)境中的凍脹力演化模型。以模型數(shù)值結(jié)果為基礎(chǔ)探討了凍結(jié)緣內(nèi)冰水相變速率的主要控制因素,分析了水分相變結(jié)晶過程對負(fù)孔隙水壓力的影響,并從凍結(jié)緣低溫幾何結(jié)構(gòu)、凍吸力及滲透性對冰透鏡體生長影響入手,揭示了力學(xué)約束作用下凍脹呈非線性衰減規(guī)律的內(nèi)在物理機(jī)制。（5）對冰-顆粒介質(zhì)之間的力學(xué)平衡狀態(tài)進(jìn)行分析,獲取了凍結(jié)緣幾何結(jié)構(gòu)對冰透鏡體生長機(jī)制的影響,揭示了凍結(jié)緣結(jié)構(gòu)退化是直接導(dǎo)致冰透鏡體生長速率降低的根源。創(chuàng)新了凍脹控制的試驗(yàn)方法與系統(tǒng),提出了一種通過自動控制凍結(jié)深度以抑制冰透鏡體生長的人工地層凍結(jié)技術(shù)思路。研究發(fā)現(xiàn),減小控制的凍結(jié)深度或升高循環(huán)冷浴溫度均能有效的抑制凍脹。該論文有圖99幅,表15個,參考文獻(xiàn)198篇。
周亞龍[6]（2019）在《青藏高原多年凍土地基電力桿塔熱棒樁基的熱力耦合研究》文中研究說明在多年凍土地基上建造電力輸電桿塔,最大的難題就是如何解決電力桿塔基礎(chǔ)的穩(wěn)定性問題。在全球氣候變暖的大背景下,多年凍土融化層逐年加厚,凍土上限下移。由于電力桿塔基礎(chǔ)一般埋深較淺,活動層在寒季凍結(jié)時對桿塔基礎(chǔ)產(chǎn)生的凍拔力,經(jīng)過幾個或長期凍融循環(huán)后,地基土與桿塔基礎(chǔ)相互作用,產(chǎn)生凍拔現(xiàn)象,造成輸電桿（塔）變形或傾覆,甚至?xí)够A(chǔ)被拔出而破壞。為準(zhǔn)確的計算熱棒應(yīng)用于輸電塔樁基礎(chǔ)的長期降溫效果、樁頂凍拔位移及樁身切向凍脹力（凍結(jié)力）的分布規(guī)律,本文以青藏高原望昆不凍泉段電力桿塔熱棒樁基礎(chǔ)、普通樁基礎(chǔ)（無熱棒樁基礎(chǔ)）的現(xiàn)場試驗(yàn)為背景,主要進(jìn)行以下研究:（1）現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,得到電力桿塔熱棒樁基礎(chǔ)、普通樁基礎(chǔ)在2004年及2005年的實(shí)測溫度場和樁基凍拔量。實(shí)測數(shù)據(jù)表明:2005年熱棒樁基地溫低于2004年的基礎(chǔ)地溫,不同深度處的平均地溫最大降幅為0.77℃;普通樁基礎(chǔ)不同深度處的平均地溫兩年大致相同或略有升高;與普通樁基相比熱棒樁基對地溫的降低和冷儲量的增加效果是明顯的,而且這種效果隨著時間的推移會越來越明顯。從樁頂位移可以看出,無論熱棒樁基礎(chǔ)還是普通樁基礎(chǔ),均有凍拔現(xiàn)象,但普通樁基的凍拔現(xiàn)象嚴(yán)重。（2）溫度場數(shù)值計算,基于凍土傳熱學(xué)相關(guān)知識,考慮全球氣候變暖、凍土相變、混凝土水化放熱、熱棒功率變化等因素,結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn),建立熱棒樁基的三維有限元模型,采用迭代的計算方法計算分析50 a內(nèi)熱棒功率和樁土體系溫度場。最初兩年內(nèi)的計算值與實(shí)測值吻合度較高,說明數(shù)值計算能較好的模擬此場地樁土體系溫度的動態(tài)變化;在熱棒的全壽命周期30 a內(nèi),熱棒功率呈非連續(xù)波浪遞減式變化;熱棒樁基能有效增加冷儲量,降低土體地溫,縮短樁周土體回凍時間約34%,第5年樁周土體地溫降至最低,融化深度最小,第30年可提高凍土上限48 cm;建議在熱棒壽命結(jié)束后的第2年更換新的熱棒或進(jìn)行其他工程處理措施保持輸電塔基礎(chǔ)的熱穩(wěn)定。（3）熱力耦合數(shù)值計算,考慮凍土的相變、相對含冰率、凍脹率、泊松比等影響因素,建立樁土接觸單元,以溫度場計算結(jié)果為基礎(chǔ),計算了多年凍土地基電力桿塔熱棒樁基和普通樁基的樁頂凍拔位移、樁身切向凍脹力（凍結(jié)力）大小及分布規(guī)律。
董旭光[7]（2017）在《多年凍土區(qū)新型框架熱錨管邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理及試驗(yàn)研究》文中認(rèn)為隨著寒區(qū)工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大及全球氣候變暖,多年凍土邊坡熱融滑塌災(zāi)害規(guī)模逐漸增大,頻率越來越高。邊坡災(zāi)害對寒區(qū)人類生活及工程正常運(yùn)行威脅越來越大,邊坡熱融失穩(wěn)防治刻不容緩。本文針對凍融滑坡問題,開展多年凍土區(qū)邊坡現(xiàn)場災(zāi)害調(diào)研和凍土工程技術(shù)研究,在深入認(rèn)識凍土邊坡自身特性的基礎(chǔ)上,就邊坡凍融災(zāi)害治理的新技術(shù)進(jìn)行了積極探索和開發(fā),提出了一種新型主動降溫冷卻多年凍土邊坡錨固結(jié)構(gòu)。采用理論、數(shù)值和試驗(yàn)相結(jié)合的方法,對新型凍土邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理及特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究,以期能夠?yàn)槎嗄陜鐾羺^(qū)邊坡災(zāi)害治理提供合理的防護(hù)結(jié)構(gòu),并為其關(guān)鍵技術(shù)問題提供科學(xué)依據(jù),取得的主要成果如下:（1）查明了多年凍土邊坡工程病害成因和致災(zāi)機(jī)理,發(fā)現(xiàn)了凍土邊坡災(zāi)害治理存在的問題?；凇爸鲃永鋮s保護(hù)凍土”理念,結(jié)合熱棒和框架錨桿技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),提出了一種適用于多年凍土邊坡的新型框架熱錨管支護(hù)結(jié)構(gòu),闡述了其技術(shù)原理。該結(jié)構(gòu)既能錨固支擋、又能主動降溫冷卻、還能通過自身變形減輕凍脹破壞。以消除凍土邊坡上限退化和防止熱融滑塌為需求,提出了以極限承載力和熱量平衡為控制指標(biāo)的設(shè)計思路,給出了相應(yīng)的設(shè)計計算步驟,為凍土邊坡熱融滑塌災(zāi)害治理提供了新技術(shù)和新思路。（2）基于等效熱阻理論,建立了熱錨管傳熱計算模型,求解了熱錨管傳熱半徑。根據(jù)上述提出的設(shè)計思路,給出了兩種熱-力共同控制的實(shí)用計算方法:a)荷載結(jié)構(gòu)設(shè)計法;b)考慮框架-熱錨管-土體協(xié)同工作的計算方法。算例分析表明:新型框架熱錨管能抵御凍土邊坡上限退化,支護(hù)效果顯著;凍脹作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布均勻,變形同步,不會產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞;給出的計算方法物理概念明確,能較好的描述該結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理,是一種快速實(shí)用的設(shè)計方法,可為其設(shè)計提供理論依據(jù)。（3）基于熱錨管換熱機(jī)理和多場耦合理論,建立了大氣-框架熱錨管-邊坡系統(tǒng)水熱力耦合分析模型,采用有限元法求解了耦合方程,依托Matlab平臺開發(fā)能夠反映框架熱錨管土體多場耦合機(jī)制的有限元程序。利用開發(fā)的程序?qū)?jīng)典凍結(jié)試驗(yàn)進(jìn)行了分析,初步驗(yàn)證了土體水熱力耦合程序的可靠性。采用程序分別對開挖擾動和氣候變暖條件下的純凍土邊坡和框架熱錨管支護(hù)多年凍土邊坡進(jìn)行了計算,結(jié)果表明:a)新開挖凍土邊坡在凍融及氣候變暖作用下邊坡上限退化明顯,容易誘發(fā)凍融失穩(wěn)破壞。熱錨管作用下凍土邊坡上限抬升,季節(jié)活動層下部存在常年低溫凍結(jié)區(qū),坡面水分遷移速率增大。b)邊坡應(yīng)力狀態(tài)隨季節(jié)凍融動態(tài)變化,框架熱錨管作用下邊坡應(yīng)力發(fā)生重分布;在一個凍融周期內(nèi),熱錨管拉力先增大、后減小,且不能恢復(fù)初始狀態(tài)。c)框架熱錨管邊坡水平位移在凍結(jié)時大于融化時,且比純土邊坡小很多。進(jìn)一步說明新型框架熱錨管結(jié)構(gòu)具有良好的降溫效果和支護(hù)性能。（4）為了給出實(shí)用的框架熱錨管支護(hù)邊坡穩(wěn)定性分析方法,根據(jù)多年凍土邊坡熱融滑塌破壞模式,采用斜條分法建立了簡化的穩(wěn)定性分析模型;為了考慮溫度和水分對邊坡穩(wěn)定性的影響,基于上述（3）中的水熱力耦合理論,建立了水熱力耦合有限元極限平衡的穩(wěn)定性分析模型,確定了多年凍土邊坡最危險滑移面,求得了最小安全系數(shù);計算表明:框架熱錨管作用下邊坡安全系數(shù)明顯提高;斜條分模型能夠反映新型結(jié)構(gòu)作用下邊坡內(nèi)力重分布引起的條間力變化及其對穩(wěn)定性的影響;水熱力耦合有限元極限平衡的分析模型彌補(bǔ)了斜條分法的不足,合理的考慮了溫度、水分、土體的強(qiáng)度與變形對框架熱錨管邊坡穩(wěn)定性的影響,是一種比較嚴(yán)密的分析方法。（5）為了驗(yàn)證本文提出結(jié)構(gòu)的有效性和計算方法的合理性,基于相似理論,設(shè)計了新型框架熱錨管支護(hù)凍土邊坡和純土邊坡模型試驗(yàn),對比分析了凍融、不同初始含水量和荷載作用下邊坡土體溫度、水分、位移和結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化規(guī)律。結(jié)果表明:a)框架熱錨管作用下邊坡凍結(jié)期溫降更快、邊坡凍結(jié)更長,融化期溫度也較低;b)在一個凍融周期內(nèi)邊坡未凍水含量隨時間增加先減小、后增大,但不能恢復(fù)原值;c)氣溫隨時間逐漸降低,熱錨管拉力不斷增大,氣溫回暖凍脹力減弱、熱錨管拉力突降,融化期拉力基本不變,凍結(jié)期拉力大于融化期。d)凍結(jié)初期邊坡土體有冷縮現(xiàn)象,凍結(jié)持續(xù)進(jìn)行水分凍脹,邊坡產(chǎn)生向前水平位移并不斷增大,融化期純土邊坡水平位移持續(xù)增大,而框架熱錨管邊坡水平位移融化初期減小,后期基本不變。e)對比試驗(yàn)與理論計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)溫度、水分、內(nèi)力及變形的變化規(guī)律比較吻合,驗(yàn)證了本文所述理論計算方法的合理性。通過試驗(yàn)和理論分析表明,新型框架熱錨管結(jié)構(gòu)降溫效果顯著、支護(hù)性能優(yōu)越,是一種可行、有效的多年凍土邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)。
金龍,汪雙杰,穆柯,彭惠[8]（2016）在《青藏公路熱棒路基降溫效能》文中認(rèn)為為了分析多年凍土區(qū)熱棒路基的工程效果,定量評價其降溫效能,基于青藏公路熱棒路基試驗(yàn)工程近11年的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù),分析了熱棒路基的地溫特征、溫度場形態(tài)和凍融過程,估算了陰陽坡影響下熱棒附近的水平熱收支狀況。建立了空氣-熱棒-凍土地基三維非穩(wěn)態(tài)耦合計算模型,分析了不同結(jié)構(gòu)形式（單側(cè)直插式、單側(cè)斜插式、雙側(cè)直插式與雙側(cè)斜插式）的熱棒路基的降溫效能。實(shí)測結(jié)果表明:在熱棒作用下,陽坡側(cè)路基地溫可降到-1.5℃附近,較普通路基地溫降低約3.0℃,陰坡側(cè)路基地溫最低達(dá)到-2.1℃;熱棒路基經(jīng)過11年的營運(yùn),陽坡側(cè)凍土上限抬升約0.95m,基本達(dá)到天然地基水平;陰陽坡兩側(cè)熱棒的年平均實(shí)際功率分別約為69.80、54.07 W,且熱棒路基在最初5年傳遞能量較大,第6年后逐漸減小,此后路基的熱狀況進(jìn)入相對穩(wěn)定的狀態(tài)。計算結(jié)果表明:雙側(cè)直插式熱棒路基與雙側(cè)斜插式熱棒路基第20年凍土上限分別為2.88、1.88m,而單側(cè)直插式熱棒路基與單側(cè)斜插式熱棒路基第20年凍土上限分別為3.84、3.46m,因此,雙側(cè)熱棒路基的長期降溫效果明顯強(qiáng)于單側(cè)熱棒路基,斜插式熱棒路基強(qiáng)于直插式熱棒路基;單根熱棒的年平均功率為4756 W,與試驗(yàn)工程監(jiān)測結(jié)果較為吻合。
馬礪,李貝,鄧軍,李珍寶,張瑩[9]（2014）在《地面儲煤堆(矸石山)自然發(fā)火蓄熱高溫區(qū)域的熱棒深部移熱技術(shù)》文中研究表明地面煤堆和矸石山自燃的問題是煤炭開采和儲運(yùn)過程中遇到的諸多難題之一。熱棒在無源冷卻系統(tǒng)中具有強(qiáng)大的熱量傳輸能力,為防止煤堆（矸石山）因蓄熱而導(dǎo)致自燃,提出了使用熱棒加快煤堆熱量散失速率,破壞蓄熱環(huán)境,進(jìn)行深部移熱的方法,防止煤堆（矸石山）自燃。重點(diǎn)討論專用熱棒在煤堆自然發(fā)火蓄熱高溫區(qū)域移熱實(shí)踐中面臨的設(shè)計方法、基礎(chǔ)參數(shù)、性能、實(shí)施裝備和工藝等方面的技術(shù)難題,并給出解決思路。
李云[10]（2014）在《高寒隧道溫度場分布規(guī)律及防寒保溫技術(shù)研究》文中指出近年來，在高海拔寒冷地區(qū)修建的隧道越來越多。由于高寒隧道所處的氣候條件十分惡劣，在設(shè)計與施工中就需要考慮采取有效的措施來消除或減緩凍害現(xiàn)象的發(fā)生。論文以G214線姜路嶺隧道為依托，采用現(xiàn)場實(shí)測結(jié)合數(shù)值計算的方法分析了在施工階段高寒隧道的溫度場分布規(guī)律。并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)地闡述了高寒隧道所采用的防寒保溫措施。主要內(nèi)容包括：①分析現(xiàn)場監(jiān)測所得的實(shí)測數(shù)據(jù)，總結(jié)得到隧道環(huán)境溫度與圍巖溫度的變化規(guī)律。②介紹巖土傳熱學(xué)的基本理論，并運(yùn)用數(shù)值計算的辦法，探討了剛開挖未支護(hù)時圍巖溫度場隨暴露時間的變化規(guī)律。建立三維模型，分析了在未設(shè)置保溫隔熱層時圍巖溫度場的變化規(guī)律，并與現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。③通過對保溫隔熱材料的調(diào)研與實(shí)驗(yàn)檢測，選出最優(yōu)的保溫層材料。采用數(shù)值計算分析比較了不同敷設(shè)方式、不同的導(dǎo)熱系數(shù)、不同厚度時保溫層的保溫效果。還分析了采用不同彈性模量保溫隔熱層時襯砌及保溫層的受力。并以此提出了保溫隔熱層設(shè)置的幾點(diǎn)意見。最后建立三維模型分析了加設(shè)保溫層后圍巖溫度場變化規(guī)律。④介紹論文依托工程—姜路嶺隧道所采取的防寒保溫措施。主要包括在洞口邊仰坡保溫設(shè)置遮陽網(wǎng)、洞頂處布設(shè)熱棒，還包括低溫早期混凝土施工中采取的保溫措施、防排水系統(tǒng)保溫措施及洞口設(shè)置防雪棚等。⑤姜路嶺隧道在設(shè)計中創(chuàng)新性地提出了在主洞中間之間設(shè)置泄水洞，采用數(shù)值模擬分析的方法探究了在兩主洞中間不同位置處設(shè)置泄水洞時圍巖凍融圈的變化規(guī)律，在理論上驗(yàn)證了該設(shè)計的合理性。
二、寒區(qū)工程中熱棒技術(shù)的應(yīng)用原理和前景（論文開題報告）
（1）論文研究背景及目的
此處內(nèi)容要求：
首先簡單簡介論文所研究問題的基本概念和背景，再而簡單明了地指出論文所要研究解決的具體問題，并提出你的論文準(zhǔn)備的觀點(diǎn)或解決方法。
寫法范例：
本文主要提出一款精簡64位RISC處理器存儲管理單元結(jié)構(gòu)并詳細(xì)分析其設(shè)計過程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲器并行查找,支持粗粒度為64KB和細(xì)粒度為4KB兩種頁面大小,采用多級分層頁表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細(xì)論述了四級頁表轉(zhuǎn)換過程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的一個重要組成部分。
（2）本文研究方法
調(diào)查法：該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對象的具體信息。
觀察法：用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對象從而得到有關(guān)信息。
實(shí)驗(yàn)法：通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)事物間的因果關(guān)系。
文獻(xiàn)研究法：通過調(diào)查文獻(xiàn)來獲得資料，從而全面的、正確的了解掌握研究方法。
實(shí)證研究法：依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實(shí)踐的需要提出設(shè)計。
定性分析法：對研究對象進(jìn)行“質(zhì)”的方面的研究，這個方法需要計算的數(shù)據(jù)較少。
定量分析法：通過具體的數(shù)字，使人們對研究對象的認(rèn)識進(jìn)一步精確化。
跨學(xué)科研究法：運(yùn)用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進(jìn)行研究。
功能分析法：這是社會科學(xué)用來分析社會現(xiàn)象的一種方法，從某一功能出發(fā)研究多個方面的影響。
模擬法：通過創(chuàng)設(shè)一個與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。
三、寒區(qū)工程中熱棒技術(shù)的應(yīng)用原理和前景（論文提綱范文）
（1）鐵道路基凍害防治方法研究（論文提綱范文）
| 1 凍土區(qū)鐵道路基主要病害 |
| 1.1 路基沉降變形 |
| 1.2 凍脹 |
| 1.3 不良地質(zhì)環(huán)境 |
| 2 凍土區(qū)鐵路路基病害防治方法 |
| 2.1 消極保溫方法 |
| 2.1.1 保溫材料 |
| 2.1.2 路堤高度 |
| 2.2 積極降溫方法 |
| 2.2.1 遮陽板(棚) |
| 2.2.2 通風(fēng)管道 |
| 2.2.3 塊石層 |
| 2.2.4 氣冷片石 |
| 2.2.5 護(hù)坡碎石 |
| 2.2.6 熱棒 |
| 2.2.7 旱橋 |
| 3 結(jié)語 |
（2）漠大一線溫度場分析與近中期結(jié)構(gòu)安全性評價（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 研究背景及意義 |
| 1.1.1 課題來源 |
| 1.1.2 研究目的及意義 |
| 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 凍土區(qū)管道周圍土壤溫度場研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.2 凍土區(qū)管道失效研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.3 熱棒技術(shù)應(yīng)用及研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.4 現(xiàn)階段研究存在的不足 |
| 1.3 本文主要研究內(nèi)容 |
| 1.4 技術(shù)路線 |
| 第2章 漠大一線管道周圍土壤溫度場研究 |
| 2.1 溫度場模型建立 |
| 2.1.1 幾何模型及基礎(chǔ)參數(shù) |
| 2.1.2 控制方程 |
| 2.1.3 邊界條件 |
| 2.2 土壤溫度場模型驗(yàn)證 |
| 2.3 土壤溫度場影響因素分析 |
| 2.3.1 油溫升高對溫度場的影響 |
| 2.3.2 管道埋深對溫度場的影響 |
| 2.3.3 保溫層厚度對溫度場的影響 |
| 2.4 漠大一線管周土壤融化深度預(yù)測方法 |
| 2.5 小結(jié) |
| 第3章 融沉作用下漠大一線管道應(yīng)變計算與預(yù)測 |
| 3.1 基于溫度場的土壤融沉變形量 |
| 3.2 融沉作用下管道應(yīng)變計算數(shù)值模型 |
| 3.2.1 管土相互作用模型 |
| 3.2.2 有限元模型 |
| 3.3 數(shù)值模型驗(yàn)證 |
| 3.3.1 地段概況 |
| 3.3.2 應(yīng)力結(jié)果分析和判斷 |
| 3.4 管道應(yīng)變影響因素分析 |
| 3.4.1 融沉區(qū)土壤融沉變形量的影響 |
| 3.4.2 不同壁厚的影響 |
| 3.4.3 管道內(nèi)壓的影響 |
| 3.5 管道應(yīng)變預(yù)測方法 |
| 3.6 小結(jié) |
| 第4章 熱棒技術(shù)降低管道融沉風(fēng)險的有效性研究 |
| 4.1 熱棒的工作原理及特性 |
| 4.2 考慮熱棒作用的土壤溫度場模型 |
| 4.2.1 幾何模型及基礎(chǔ)參數(shù) |
| 4.2.2 邊界條件 |
| 4.2.3 熱棒作用下的土壤溫度場模型驗(yàn)證 |
| 4.3 熱棒技術(shù)的有效性分析 |
| 4.4 熱棒布置方式研究 |
| 4.4.1 熱棒與管道中心距離影響分析 |
| 4.4.2 管道同側(cè)相鄰熱棒間距影響分析 |
| 4.5 小結(jié) |
| 第5章 結(jié)論與展望 |
| 5.1 結(jié)論 |
| 5.2 展望 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 致謝 |
| 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 |
（3）青藏鐵路多年凍土區(qū)電力桿塔熱樁基礎(chǔ)凍拔效應(yīng)數(shù)值分析（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 緒論 |
| 1.1 選題背景及研究意義 |
| 1.2 研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 熱棒降溫技術(shù) |
| 1.2.2 凍土區(qū)樁基凍拔的研究現(xiàn)狀 |
| 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線 |
| 2 凍土區(qū)溫度場數(shù)值模擬基本理論 |
| 2.1 凍土的熱物理特性參數(shù) |
| 2.1.1 相變潛熱 |
| 2.1.2 比熱 |
| 2.1.3 導(dǎo)熱系數(shù) |
| 2.2 溫度場計算模型及邊界條件 |
| 2.2.1 附面層理論 |
| 2.2.2 溫度場邊界條件分類 |
| 2.3 熱棒降溫簡化計算模型 |
| 2.3.1 熱棒的工作原理 |
| 2.3.2 凍土非穩(wěn)態(tài)溫度場控制方程 |
| 2.3.3 熱棒簡化計算模型 |
| 2.4 本章小結(jié) |
| 3 凍土區(qū)應(yīng)力變形場基本理論 |
| 3.1 凍土的力學(xué)性質(zhì) |
| 3.1.1 凍土的強(qiáng)度 |
| 3.1.2 土體的DP屈服準(zhǔn)則 |
| 3.2 土體凍脹原理 |
| 3.3 樁土界面理論 |
| 3.3.1 樁土界面的凍結(jié)力及凍結(jié)強(qiáng)度 |
| 3.3.2 樁—土凍脹力 |
| 3.4 應(yīng)力變形場理論 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 4 望不段電力桿塔熱樁基礎(chǔ)降溫效果數(shù)值模擬 |
| 4.1 望不段電力桿塔熱樁基礎(chǔ)試驗(yàn)場地工程概況 |
| 4.2 計算模型及邊界條件 |
| 4.3 熱棒降溫效果評價 |
| 4.3.1 模型計算的對比驗(yàn)證分析 |
| 4.3.2 熱樁基礎(chǔ)降溫速率分析 |
| 4.3.3 熱樁基礎(chǔ)降溫程度分析 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 5 望不段電力桿塔熱樁基礎(chǔ)凍拔作用應(yīng)力場數(shù)值模擬 |
| 5.1 熱力耦合概述 |
| 5.2 建立計算模型及邊界條件 |
| 5.2.1 樁-土界面接觸設(shè)置 |
| 5.2.2 土體力學(xué)參數(shù)及邊界條件 |
| 5.3 熱棒對樁凍拔的效應(yīng)分析 |
| 5.3.1 模型計算的對比驗(yàn)證分析 |
| 5.3.2 樁土體系的凍拔分析 |
| 5.3.3 熱棒樁基效果評價 |
| 5.4 本章小結(jié) |
| 6 結(jié)論和展望 |
| 6.1 結(jié)論 |
| 6.2 問題及展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻(xiàn) |
（4）凍融作用下滲排水土工格柵路基水熱變化實(shí)驗(yàn)研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 緒論 |
| 1.1 研究目的意義和選題依據(jù) |
| 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 凍土路基保溫措施研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.2 凍土路基通風(fēng)措施研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.3 凍土通風(fēng)路基的工作機(jī)理和理論研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.4 凍土路基水熱遷移研究現(xiàn)狀 |
| 1.3 本文研究的作用和意義 |
| 1.4 本文研究的主要內(nèi)容 |
| 1.5 本文研究的技術(shù)路線 |
| 2 滲排水格柵用土水熱參數(shù)確定及其數(shù)值計算 |
| 2.1 凍土物理性質(zhì) |
| 2.1.1 凍土物質(zhì)組成與持水性 |
| 2.1.2 凍土含水量及影響因素 |
| 2.1.3 土水勢 |
| 2.2 土熱交換系數(shù) |
| 2.2.1 比熱容測定 |
| 2.2.2 土導(dǎo)熱系數(shù) |
| 2.2.3 土導(dǎo)溫系數(shù) |
| 2.2.4 相變熱 |
| 2.3 土質(zhì)交換系數(shù) |
| 2.3.1 土微分水容量 |
| 2.3.2 土導(dǎo)濕系數(shù) |
| 2.3.3 土水分?jǐn)U散系數(shù) |
| 2.3.4 土熱交換系數(shù)與質(zhì)交換系數(shù)的對應(yīng)性 |
| 2.4 實(shí)驗(yàn)用土水熱參數(shù)計算 |
| 2.5 實(shí)驗(yàn)土體模型的水熱數(shù)值求解 |
| 2.5.1 實(shí)驗(yàn)土體模型的熱傳導(dǎo)分析 |
| 2.5.2 實(shí)驗(yàn)土體的水分遷移數(shù)值分析 |
| 2.6 本章小結(jié) |
| 3 第一次滲排水土工格柵水熱室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究 |
| 3.1 滲排水土工格柵的技術(shù)簡介 |
| 3.2 小型室內(nèi)實(shí)驗(yàn)用土的理化性能 |
| 3.2.1 實(shí)驗(yàn)用土的基本物理參數(shù) |
| 3.2.2 實(shí)驗(yàn)用土毛細(xì)上升高度測定 |
| 3.2.3 實(shí)驗(yàn)用土的滲透系數(shù) |
| 3.3 正溫調(diào)節(jié)含水率初次室內(nèi)實(shí)驗(yàn) |
| 3.4 第一次滲排水土工格柵室內(nèi)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計和結(jié)果分析 |
| 3.4.1 第一階段凍融實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計 |
| 3.4.2 溫度變化規(guī)律分析 |
| 3.4.3 含水率變化規(guī)律分析 |
| 3.5 第二階段室內(nèi)實(shí)驗(yàn) |
| 3.5.1 實(shí)驗(yàn)方案 |
| 3.5.2 溫度變化規(guī)律分析 |
| 3.5.3 含水率變化規(guī)律分析 |
| 3.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析 |
| 3.7 滲排水格柵阻斷毛細(xì)水性能實(shí)驗(yàn) |
| 3.7.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計 |
| 3.7.2 含水率數(shù)據(jù)分析 |
| 3.8 本章小結(jié) |
| 4 滲排水土工格柵足尺模型室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究 |
| 4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作 |
| 4.1.1 滲排水土工格柵設(shè)計與制作 |
| 4.1.2 第二次實(shí)驗(yàn)用土參數(shù)檢測與制冷采集設(shè)備介紹 |
| 4.1.3 足尺模型實(shí)驗(yàn)方案 |
| 4.2 足尺模型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 |
| 4.2.1 調(diào)溫效果分析 |
| 4.2.2 含水率變化分析 |
| 4.3 改變邊界條件的滲排水土工格柵的室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn) |
| 4.3.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計 |
| 4.3.2 降溫效果分析 |
| 4.3.3 含水率變化分析 |
| 4.3.4 改變?nèi)诨瘲l件后的含水率分析 |
| 4.4 結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推斷季節(jié)性凍土地區(qū)滲排水土工格柵路基的作用 |
| 4.4.1 路基凍脹機(jī)理分析 |
| 4.4.2 路基融沉與翻漿機(jī)理 |
| 4.4.3 滲排水土工格柵工程作用的預(yù)測分析 |
| 4.5 本章小結(jié) |
| 5 滲排水格柵構(gòu)形尺度效應(yīng)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及機(jī)理分析 |
| 5.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計 |
| 5.1.1 滲排水格柵管設(shè)計與實(shí)驗(yàn)用土指標(biāo) |
| 5.1.2 模型試件構(gòu)型和傳感器布設(shè) |
| 5.1.3 實(shí)驗(yàn)溫控方案 |
| 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 |
| 5.2.1 溫度數(shù)據(jù)分析 |
| 5.2.2 含水率數(shù)據(jù)分析 |
| 5.2.3 滲排水土工格柵構(gòu)型效果分析 |
| 5.3 滲排水格柵排水機(jī)理分析 |
| 5.3.1 凍土水分遷移機(jī)理 |
| 5.3.2 滲排水土工格柵水分遷移機(jī)理 |
| 5.4 本章小結(jié) |
| 6 滲排水土工格柵的水熱耦合數(shù)值模擬 |
| 6.1 數(shù)值模擬技術(shù)介紹 |
| 6.2 室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)溫度數(shù)值模擬分析 |
| 6.2.1 有限元分析軟件選擇使用 |
| 6.2.2 降溫溫度數(shù)值模擬分析 |
| 6.3 升溫含水率變化數(shù)值模擬分析 |
| 6.4 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?yōu)化分析 |
| 6.5 本章小結(jié) |
| 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 附錄 |
| 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 |
| 致謝 |
| 附件 |
（5）冰透鏡體生長機(jī)制及水熱力耦合凍脹特性研究（論文提綱范文）
| 致謝 |
| 摘要 |
| abstract |
| 變量注釋表 |
| 1 緒論 |
| 1.1 研究背景與意義 |
| 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.3 擬解決科學(xué)問題 |
| 1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線 |
| 2 不同粒徑土體凍脹敏感性 |
| 2.1 粘土礦物電鏡掃描及微觀結(jié)構(gòu)分析 |
| 2.2 粘土礦物分子結(jié)構(gòu)分析 |
| 2.3 土體凍結(jié)特性與顆粒幾何特性關(guān)系 |
| 2.4 冰透鏡體生長機(jī)制與粒徑的關(guān)系 |
| 2.5 土體凍脹敏感性的數(shù)值分析 |
| 2.6 本章小結(jié) |
| 3 力學(xué)約束影響下土體水熱力耦合行為研究 |
| 3.1 凍土凍脹試驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)成及功能 |
| 3.2 凍結(jié)土體水熱力耦合行為的分析 |
| 3.3 凍脹力差異機(jī)理分析 |
| 3.4 凍脹力的跌落行為分析 |
| 3.5 本章總結(jié) |
| 4 基于水活性的冰透鏡體生長演化模型 |
| 4.1 單透鏡體生長的分凝勢模型 |
| 4.2 晶體相變及相界面水膜熱力學(xué)理論 |
| 4.3 土體凍結(jié)特性曲線的確定 |
| 4.4 水活性誘導(dǎo)冰透鏡體生長演化過程 |
| 4.5 冰透鏡體生長的數(shù)值模擬結(jié)果與討論 |
| 4.6 本章總結(jié) |
| 5 基于分離冰理論的水熱力耦合凍脹模型 |
| 5.1 凍土體的有效應(yīng)力 |
| 5.2 水熱力三場耦合的分離冰凍脹模型 |
| 5.3 凍脹及冰透鏡體形態(tài)的數(shù)值模擬 |
| 5.4 基于分離冰凍脹理論的凍脹力模擬 |
| 5.5 力學(xué)約束結(jié)構(gòu)對凍脹影響分析 |
| 5.6 本章總結(jié) |
| 6 自動控制凍深的冰透鏡體生長抑制方法 |
| 6.1 透鏡體生長的決定因素及特征 |
| 6.2 凍結(jié)緣依賴的冰透鏡體生長機(jī)制 |
| 6.3 自動控制凍深的凍脹試驗(yàn)( |
| 6.4 透鏡體生長及凍脹抑制效果的試驗(yàn)分析 |
| 6.5 本章總結(jié) |
| 7 主要結(jié)論與展望 |
| 7.1 主要結(jié)論 |
| 7.2 展望 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 附錄A |
| 作者簡歷 |
| 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集 |
（6）青藏高原多年凍土地基電力桿塔熱棒樁基的熱力耦合研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 緒論 |
| 1.1 選題背景及研究意義 |
| 1.2 研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 熱棒降溫技術(shù)的研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.2 凍土區(qū)樁基凍拔、切向凍脹力研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.3 存在的問題 |
| 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線 |
| 2 凍土地基熱棒樁基熱力耦合理論 |
| 2.1 凍土熱學(xué)屬性 |
| 2.1.1 相變熱 |
| 2.1.2 比熱 |
| 2.1.3 導(dǎo)熱系數(shù) |
| 2.2 溫度場控制方程 |
| 2.2.1 熱傳遞方式 |
| 2.2.2 土體熱傳導(dǎo)偏微分方程 |
| 2.2.3 熱棒計算 |
| 2.2.4 混凝土水化熱計算方程 |
| 2.3 應(yīng)力變形場理論 |
| 2.3.1 約束凍脹 |
| 2.3.2 應(yīng)力和變形控制方程 |
| 2.3.3 接觸理論 |
| 2.3.4 土體的DP屈服準(zhǔn)則 |
| 2.3.5 凍脹系數(shù) |
| 2.4 熱力耦合概述 |
| 2.5 本章小結(jié) |
| 3 多年凍土地基電力桿塔熱棒樁基降溫效果的數(shù)值模擬 |
| 3.1 望昆~不凍泉段電力桿塔熱棒樁基溫度場的現(xiàn)場測設(shè) |
| 3.1.1 試驗(yàn)場地工程地質(zhì)概況 |
| 3.1.2 樁的施工及測溫元件的布置 |
| 3.1.3 地溫觀測及降溫效果分析 |
| 3.2 溫度場計算模型與邊界條件 |
| 3.2.1 計算模型及土體物理力學(xué)參數(shù) |
| 3.2.2 邊界條件及初始溫度場的計算 |
| 3.3 與實(shí)測對比分析 |
| 3.4 樁土體系回凍過程分析 |
| 3.5 全壽命周期30 a熱棒的降溫效果分析 |
| 3.5.1 樁側(cè)土體的地溫變化 |
| 3.5.2 熱棒的功率 |
| 3.5.3 凍土上限的變化 |
| 3.6 熱棒壽命結(jié)束后樁土體系溫度場穩(wěn)定性分析 |
| 3.7 本章小結(jié) |
| 4 多年凍土地基電力桿塔熱棒樁基熱力耦合的數(shù)值模擬 |
| 4.1 望昆~不凍泉段電力桿塔熱棒樁基變形的現(xiàn)場測設(shè) |
| 4.2 應(yīng)力變形場計算模型與邊界條件 |
| 4.2.1 樁—凍土界面接觸設(shè)置 |
| 4.2.2 土體力學(xué)參數(shù)及邊界條件 |
| 4.3 普通樁基礎(chǔ)應(yīng)力變形分析 |
| 4.3.1 普通樁基礎(chǔ)約束凍脹 |
| 4.3.2 普通樁基礎(chǔ)樁土界面切向應(yīng)力 |
| 4.4 熱棒樁基礎(chǔ)應(yīng)力變形分析 |
| 4.4.1 熱棒樁基礎(chǔ)約束凍脹 |
| 4.4.2 熱棒樁基礎(chǔ)樁土界面切向應(yīng)力 |
| 4.5 本章小結(jié) |
| 5 結(jié)論和展望 |
| 5.1 結(jié)論 |
| 5.2 展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 攻讀學(xué)位期間的研究成果 |
（7）多年凍土區(qū)新型框架熱錨管邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理及試驗(yàn)研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 研究背景、目的和意義 |
| 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述 |
| 1.2.1 凍土邊坡研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.2 凍土區(qū)熱棒技術(shù)研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.3 凍土水熱力耦合研究現(xiàn)狀 |
| 1.3 本文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線 |
| 1.3.1 主要研究內(nèi)容 |
| 1.3.2 技術(shù)路線 |
| 1.4 本文研究工作的創(chuàng)新點(diǎn) |
| 第2章 新型框架熱錨管邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的提出及設(shè)計思路 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 凍土區(qū)邊坡工程病害及成因分析 |
| 2.2.1 病害現(xiàn)狀 |
| 2.2.2 病害成因分析 |
| 2.2.3 病害治理存在的問題 |
| 2.3 框架錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)及工作原理 |
| 2.4 主動冷卻熱棒及換熱原理 |
| 2.5 框架熱錨管結(jié)構(gòu)提出及技術(shù)特點(diǎn) |
| 2.5.1 結(jié)構(gòu)提出 |
| 2.5.2 技術(shù)原理 |
| 2.5.3 基本特點(diǎn) |
| 2.6 框架熱錨管支護(hù)邊坡的設(shè)計思路及計算步驟 |
| 2.6.1 設(shè)計思路 |
| 2.6.2 設(shè)計計算步驟 |
| 2.7 熱錨管加工制造及檢測方法 |
| 2.7.1 加工工藝 |
| 2.7.2 熱錨管檢測技術(shù) |
| 2.8 框架熱錨管施工關(guān)鍵技術(shù)探討 |
| 2.8.1 施工流程 |
| 2.8.2 施工關(guān)鍵要點(diǎn) |
| 2.9 本章小結(jié) |
| 第3章 新型框架熱錨管凍土邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)計算方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 熱錨管設(shè)計參數(shù) |
| 3.2.1 管徑和厚度確定 |
| 3.2.2 長度確定 |
| 3.2.3 充液量計算 |
| 3.3 熱錨管換熱計算 |
| 3.4 框架梁柱間距確定 |
| 3.5 框架熱錨管支護(hù)邊坡熱穩(wěn)定性計算 |
| 3.6 框架熱錨管結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 |
| 3.6.1 荷載計算 |
| 3.6.2 格柵擋土板計算 |
| 3.6.3 立柱和橫梁計算 |
| 3.6.4 熱錨管錨承載力計算 |
| 3.6.5 工程算例 |
| 3.7 考慮框架熱錨管土體協(xié)同工作的內(nèi)力計算 |
| 3.7.1 基本假定 |
| 3.7.2 凍脹力計算模型建立 |
| 3.7.3 框架熱錨管凍脹計算模型建立 |
| 3.7.4 算例分析 |
| 3.8 對比分析 |
| 3.9 本章小結(jié) |
| 第4章 新型框架熱錨管支護(hù)凍土邊坡水熱力耦合分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 建立大氣‐框架熱錨管‐邊坡系統(tǒng)耦合計算模型 |
| 4.3 耦合方程求解 |
| 4.4 土體水熱力耦合程序驗(yàn)證 |
| 4.5 算例分析 |
| 4.5.1 工程概況 |
| 4.5.2 模型建立 |
| 4.5.3 邊界條件和初始條件 |
| 4.5.4 求解計算 |
| 4.5.5 結(jié)果分析 |
| 4.6 本章小結(jié) |
| 第5章 凍融作用下框架熱錨管支護(hù)邊坡力學(xué)穩(wěn)定性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多年凍土邊坡失穩(wěn)類型 |
| 5.3 基于斜條分的框架熱錨管邊坡穩(wěn)定性分析 |
| 5.3.1 滑移面確定 |
| 5.3.2 斜條分法的基本假定 |
| 5.3.3 斜條分條間力假設(shè) |
| 5.3.4 框架熱錨管邊坡斜條分力學(xué)穩(wěn)定性計算 |
| 5.3.5 求解步驟 |
| 5.3.6 算例分析 |
| 5.4 水熱力耦合有限元‐極限平衡的穩(wěn)定性分析 |
| 5.4.1 有限元極限平衡理論 |
| 5.4.2 安全系數(shù)求解 |
| 5.4.3 求解步驟 |
| 5.4.4 算例分析 |
| 5.4.5 對比分析 |
| 5.5 本章小結(jié) |
| 第6章 新型框架熱錨管支護(hù)凍土邊坡試驗(yàn)研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容 |
| 6.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/td> |
| 6.2.2 試驗(yàn)內(nèi)容 |
| 6.3. 模型相似比設(shè)計 |
| 6.3.1 相似理論 |
| 6.3.2 相似準(zhǔn)則確定 |
| 6.4. 試驗(yàn)設(shè)備和材料 |
| 6.4.1 試驗(yàn)設(shè)備 |
| 6.4.2 試驗(yàn)材料 |
| 6.5. 模型設(shè)計和測點(diǎn)布置 |
| 6.5.1 模型設(shè)計 |
| 6.5.2 測點(diǎn)布置 |
| 6.6 試驗(yàn)工況及過程 |
| 6.6.1 試驗(yàn)工況 |
| 6.6.2 試驗(yàn)過程 |
| 6.7 試驗(yàn)結(jié)果與分析 |
| 6.7.1 溫度場分析 |
| 6.7.2 水分場分析 |
| 6.7.3 框架熱錨管內(nèi)力分析 |
| 6.7.4 位移分析 |
| 6.8 模型試驗(yàn)與理論計算對比分析 |
| 6.8.1 模型參數(shù)及邊界條件 |
| 6.8.2 對比分析 |
| 6.9 本章小結(jié) |
| 結(jié)論與展望 |
| 1. 結(jié)論 |
| 2. 展望 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 致謝 |
| 附錄A 攻讀學(xué)位期間獲得的科研成果及獎勵 |
| 1. 發(fā)表學(xué)術(shù)論文 |
| 2. 發(fā)明專利 |
| 3. 實(shí)用新型專利 |
| 4. 軟件著作權(quán) |
| 5. 獲獎及榮譽(yù) |
| 附錄B 攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目 |
（8）青藏公路熱棒路基降溫效能（論文提綱范文）
| 0 引言 |
| 1 試驗(yàn)工程概況 |
| 2 觀測數(shù)據(jù)分析 |
| 2.1 路基地溫特征 |
| 2.2 路基溫度場 |
| 2.3 凍融過程 |
| 3 降溫效能 |
| 4 不同結(jié)構(gòu)熱棒路基降溫效能 |
| 4.1 空氣-熱棒-地基耦合傳熱模型 |
| 4.2 熱棒路基降溫效能的數(shù)值計算模型 |
| 4.2.1 熱棒 |
| 4.2.2 路基 |
| 4.3 幾何模型與計算參數(shù) |
| 4.3.1 幾何模型 |
| 4.3.2 邊界條件與計算參數(shù) |
| 4.4 模型檢驗(yàn)結(jié)果分析 |
| 5 結(jié)語 |
（9）地面儲煤堆(矸石山)自然發(fā)火蓄熱高溫區(qū)域的熱棒深部移熱技術(shù)（論文提綱范文）
| 1 地面煤堆的自燃特性 |
| 2 熱棒技術(shù)原理及特點(diǎn) |
| 2.1 熱棒技術(shù)原理 |
| 2.2 熱棒其他行業(yè)的研究應(yīng)用實(shí)踐 |
| 2.3 熱棒技術(shù)移熱降溫特點(diǎn) |
| 3 存在的難題與解決對策 |
| 4 結(jié)論 |
（10）高寒隧道溫度場分布規(guī)律及防寒保溫技術(shù)研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 國內(nèi)外寒區(qū)隧道概況 |
| 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 高寒隧道溫度場國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.2 高寒隧道防寒保溫技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.3 本文研究目的、內(nèi)容及方法 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究內(nèi)容 |
| 1.3.3 研究方法和技術(shù)路線 |
| 第二章 高寒隧道溫度場監(jiān)測與結(jié)果分析 |
| 2.1 依托工程 |
| 2.1.1 隧址區(qū)水文氣象 |
| 2.1.2 隧道區(qū)域地質(zhì)概況 |
| 2.1.3 隧道圍巖支護(hù)參數(shù) |
| 2.2 隧道環(huán)境溫度場監(jiān)測 |
| 2.2.1 隧道環(huán)境溫度監(jiān)測方法 |
| 2.2.2 隧道洞外大氣溫度實(shí)測分析 |
| 2.2.3 隧道洞內(nèi)環(huán)境溫度實(shí)測分析 |
| 2.3 隧道圍巖溫度場監(jiān)測 |
| 2.3.1 不同斷面處圍巖溫度時程變化 |
| 2.3.2 徑向圍巖溫度變化分析 |
| 2.3.3 縱向圍巖溫度變化分析 |
| 2.4 本章小結(jié) |
| 第三章 隧道溫度場分布規(guī)律的數(shù)值模擬 |
| 3.1 溫度場計算理論 |
| 3.1.1 熱傳遞的基本方式 |
| 3.1.2 兩類熱傳導(dǎo)方程 |
| 3.1.3 焓模型 |
| 3.1.4 伴有相變的溫度場計算控制方程 |
| 3.2 熱物理參數(shù)確定 |
| 3.2.1 圍巖熱學(xué)參數(shù) |
| 3.2.2 混凝土熱學(xué)參數(shù) |
| 3.2.3 保溫板 |
| 3.3 不同暴露時間時圍巖徑向溫度場變化 |
| 3.3.1 模型的建立 |
| 3.3.2 計算分析 |
| 3.4 未設(shè)保溫隔熱層時圍巖溫度場變化 |
| 3.4.1 模型的建立 |
| 3.4.2 計算分析 |
| 3.4.3 實(shí)測與理論數(shù)據(jù)對比 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 第四章 高寒隧道隔熱保溫層研究 |
| 4.1 保溫材料的調(diào)研與比選 |
| 4.1.1 保溫材料初選 |
| 4.1.2 保溫材料試驗(yàn)檢測及最終比選 |
| 4.2 保溫隔熱層的設(shè)置參數(shù)研究 |
| 4.2.1 不同敷設(shè)方式保溫效果對比 |
| 4.2.2 不同導(dǎo)熱系數(shù)保溫效果對比 |
| 4.2.3 不同厚度的保溫效果對比 |
| 4.2.4 夾不同彈性模量保溫板后的受力分析 |
| 4.3 加設(shè)保溫層后圍巖溫度場變化 |
| 4.3.1 模型的建立 |
| 4.3.2 計算分析 |
| 4.3.3 實(shí)測與理論數(shù)據(jù)對比 |
| 4.3.4 保溫層設(shè)防長度 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 第五章 高寒隧道防寒保溫技術(shù) |
| 5.1 洞口邊仰坡保溫措施 |
| 5.1.1 遮陽網(wǎng)設(shè)計 |
| 5.1.2 保溫?fù)鯄ψo(hù)坡 |
| 5.1.3 洞口邊仰坡施工防護(hù)工藝 |
| 5.2 洞頂布設(shè)熱棒 |
| 5.2.1 熱棒工作原理 |
| 5.2.2 熱棒設(shè)置參數(shù)選定 |
| 5.2.3 熱棒的施工工藝 |
| 5.3 混凝土施工保溫措施 |
| 5.3.1 低溫早強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計 |
| 5.3.2 混凝土的拌合 |
| 5.3.3 混凝土的運(yùn)輸 |
| 5.3.4 混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù) |
| 5.3.5 冬季洞內(nèi)保溫措施 |
| 5.4 防排水系統(tǒng)保溫措施 |
| 5.4.1 中心保溫水溝 |
| 5.4.2 保溫出水口 |
| 5.5 防寒泄水洞設(shè)置 |
| 5.5.1 數(shù)值模型建立 |
| 5.5.2 計算分析 |
| 5.5.3 防寒泄水洞設(shè)防長度及布置 |
| 5.6 洞口防雪棚 |
| 5.7 本章小結(jié) |
| 第六章 結(jié)論與展望 |
| 6.1 主要結(jié)論 |
| 6.2 后續(xù)工作展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 在學(xué)期間發(fā)表的論著及取得的科研成果 |
四、寒區(qū)工程中熱棒技術(shù)的應(yīng)用原理和前景（論文參考文獻(xiàn)）
- [1]鐵道路基凍害防治方法研究[J]. 鄧友生,劉俊聰,彭程譜,付云博,李令濤. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2021(01)
- [2]漠大一線溫度場分析與近中期結(jié)構(gòu)安全性評價[D]. 劉高靈. 中國石油大學(xué)(北京), 2020
- [3]青藏鐵路多年凍土區(qū)電力桿塔熱樁基礎(chǔ)凍拔效應(yīng)數(shù)值分析[D]. 呂夢菲. 蘭州交通大學(xué), 2020(01)
- [4]凍融作用下滲排水土工格柵路基水熱變化實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王玉琢. 東北林業(yè)大學(xué), 2019(01)
- [5]冰透鏡體生長機(jī)制及水熱力耦合凍脹特性研究[D]. 季雨坤. 中國礦業(yè)大學(xué), 2019
- [6]青藏高原多年凍土地基電力桿塔熱棒樁基的熱力耦合研究[D]. 周亞龍. 蘭州交通大學(xué), 2019(04)
- [7]多年凍土區(qū)新型框架熱錨管邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理及試驗(yàn)研究[D]. 董旭光. 蘭州理工大學(xué), 2017(12)
- [8]青藏公路熱棒路基降溫效能[J]. 金龍,汪雙杰,穆柯,彭惠. 交通運(yùn)輸工程學(xué)報, 2016(04)
- [9]地面儲煤堆(矸石山)自然發(fā)火蓄熱高溫區(qū)域的熱棒深部移熱技術(shù)[J]. 馬礪,李貝,鄧軍,李珍寶,張瑩. 科技導(dǎo)報, 2014(17)
- [10]高寒隧道溫度場分布規(guī)律及防寒保溫技術(shù)研究[D]. 李云. 重慶交通大學(xué), 2014(03)
標(biāo)簽：邊坡防護(hù)論文; 路基橫斷面論文; 前景理論論文; 土工格柵論文;