国家电网公司科技项目(SGJSJS2010)
- 作品数：7 被引量：60H指数：5
- 相关作者：俞祁浩李国玉穆彦虎郭磊毛云程更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学学研究院更多>>
- 发文基金：国家电网公司科技项目国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球建筑科学水利工程动力工程及工程热物理更多>>
- 热管及保温材料在青藏直流联网工程中的应用研究被引量：1
- 2014年
- 针对青藏直流联网工程塔基热管措施应用效果,通过现场实测资料确定了热管年内工作周期及混凝土桩基表面热效应,考虑无绝热段热管传热过程组成,建立空气–热管–土体耦合传热数学模型,利用有限元方法系统模拟不同年平均地温分区锥柱式塔基传热过程及气候变暖背景下基础周围多年冻土热状况发展变化趋势。结果表明:冷季热管工作期间,其对周围土体冷却降温效果显著,同时由于混凝土塔基为热的良导体,热管产生的"冷量"通过基础及其底座快速向基础周围传递,使得基础下形成大范围低温冻土。暖季,热管停止工作期间,由于基础埋设较浅,混凝土塔基良好的导热性能使得其周围浅层土体温度升温较快,量值基本与天然地表下同一深度接近,而基础下部深层地温则主要受热管作用控制,温度较低。在单一塔腿4根热管及50 a气温升高2.6℃背景下,-1.0℃、-1.5℃两种年平均地温条件下,桩基础下部多年冻土仍保持冻结状态,满足工程对于冻土地基热状况的要求。-0.5℃年平均地温条件下,运营后期桩基础周围土体季节融化深度已大于桩基埋深。在该地温条件下,通过热管–保温板复合措施的采用,可有效发挥热管的"冷却降温"及保温板的"隔热保冷"效能,在大幅减小基础周围土体的最大季节融化深度的同时降低锥柱式基础底部深层地温,进而满足工程需求。
- 穆彦虎俞祁浩李国玉马巍毛云程郭磊
- 关键词：青藏直流联网工程塔基热管保温板气候变暖
- 青藏直流线路冻土地基监测研究被引量：17
- 2012年
- 青藏交直流联网工程是继青藏公路、青藏铁路等之后,在青藏高原多年冻土区建设的另一种新结构的冻土工程.系统地分析了青藏直流线冻土工程与其它工程的差异,并就该工程冻土基础温度、水分、应力和应变监测系统的建立和观测要素,以及初步观测结果等问题进行了讨论.通过对2011年全年观测数据分析发现,整个监测系统可以准确、及时反映输电线路冻土基础的不同性状和特征,可以反映影响塔基稳定性的主要因素及其变化趋势.初步观测结果表明,在不同时段,监测塔式基础底部总体处于冻结状态、塔基基本稳定,但个别监测塔基地温增温幅度、上限融化深度较大,沉降变形呈现增加趋势.鉴于工程完工和荷载作用的时效性,塔基稳定性应处于动态变化过程之中.为正确评价塔基稳定性,需要对塔基回填土的冻融、水热变化和塔基变形等重要过程进行长期监测研究.
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- 热管措施下锥柱式桩基础传热过程及降温效果预测研究被引量：13
- 2014年
- 针对青藏直流联网工程塔基热稳定性问题,建立空气-热管-土体耦合传热数学模型,并利用该模型开展锥柱式基础传热过程及热管冷却降温效果的模拟预测研究.结果表明:冷季热管工作期间,其周围地温梯度明显较大且呈"纺锤形"分布.同时,由于锥柱式基础及其底座为热的良导体,热管产生的冷量通过锥柱式基础及其底座快速向基础底部传递,使得基础下部形成大范围低温冻土,这对主要考虑融沉病害的锥柱式基础而言十分有利.暖季热管停止工作期间,浅层地温主要受环境温度影响,锥柱式基础附近融化深度大于天然地表下,二者差值约35 cm.通过热管剖面及无热管作用中间剖面地温对比,发现单一塔腿在4根热管措施作用下,锥柱式基础周围多年冻土地温分布较为均匀,可避免冻土地基的显著不均匀沉降变形.热管周围土体快速降温过程主要集中在前5 a,之后受气候变暖影响桩基础及天然地表以下上限深度不断增加,多年冻土地温缓慢升高.50 a气温升高2.6℃背景下,锥柱式基础下部多年冻土仍保持冻结状态,能够满足青藏直流联网工程对于冻土地基热稳定性要求.
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- 关键词：冻土地基热管传热过程冷却降温
- 不同升温模式下冻土地区装配式基础热稳定性研究被引量：5
- 2013年
- 以IPCC SRES A2、A1B、B1三种气候变化模式为基础,利用数值方法研究了青藏直流联网工程冻土区装配式基础的冻融过程以及活动层、融化深度、地温的变化规律。结果表明:工程扰动和气候变暖改变了冻土的热状态,促进了冻土退化,均为影响基础长期稳定性的重要因素,其中混凝土桩基的强化导热作用加剧了冻融过程,气候升温导致活动层厚度增加,土层温度升高;随着深度的增加,冻土响应减弱,冻土温度变化幅度越小;在三种升温模式下50年后融化深度分别达到3.12 m、5.07 m和6.02 m,而同期天然场地活动层厚度为2.07 m、4.37m、5.62m,说明冻土对不同升温模式的响应程度不同,且中心冻土在气候变暖和工程扰动双重影响下退化更快;从第10年到第50年,这三种模式下桩基中心融化速率分别为1.5 cm·α^(-1),6.2 cm·α^(-1),8.6 cm·α^(-1),即随着升温速率的增加,土层融化深度增加,冻土退化速度加快;低升温率时冻土变化主要受工程作用,而在较高升温模式下冻土退化则主要受气候变暖的影响。
- 陈赵育李国玉穆彦虎俞祁浩毛云程
- 关键词：装配式基础热稳定性多年冻土
- 青藏直流联网工程多年冻土区砼灌注桩基础长期热稳定性预测研究被引量：13
- 2013年
- 对于冻土工程而言, 基础热稳定性是决定工程稳定性及服役性能的关键. 为预测±400 kV青藏直流联网工程多年冻土区砼灌注桩基础的长期热稳定性, 建立了考虑相变问题的二维数值传热分析模型, 应用有限元方法研究了气候变暖背景下, 不同年平均地温、不同含冰量条件下灌注桩基础传热特性和长期热稳定性. 结果表明： 单桩对周围土体的热影响范围是桩径的4~5倍, 桩基周围融化深度随时间推移而增大, 在低含冰量的高温和低温冻土区桩基50 a后最大融化深度分别为6.65 m和3.05 m, 所对应的冻土上限平均融化速率分别为9.5 cm·a-1和3.6 cm·a-1;在高含冰量的高温和低温冻土区50 a后最大融化深度分别为5.25 m和2.77 m, 其冻土上限平均融化速率分别为6.7 cm·a-1和2.0 cm·a-1. 在气候变暖背景下, 桩基上部周围冻土逐渐升温、融化, 50 a后, 在低含冰量的高温冻土区桩基由于融化深度增大导致有效冻结长度减少28%, 在高含冰量的高温冻土区桩基的有效冻结长度减少15%, 桩侧冻结力随之相应减小. 该研究对于冻土区桩基长度设计、桩基工程的维护和冻土稳定性评价提供了重要的科学依据.
- 陈赵育李国玉俞祁浩穆彦虎郭磊
- 关键词：灌注桩热稳定性多年冻土
- 混凝土的入模温度和水化热对青藏直流输电线路冻土桩基温度特性的影响被引量：21
- 2014年
- 施工过程中混凝土的入模温度和水化热对多年冻土区桩基施工期间的热稳定性具有重要影响.针对该问题,利用有限元方法定量研究了±400 kV青藏直流输电线路冻土区锥柱基础入模温度、水化热和含冰量对桩基回冻过程、温度场变化和桩底融化深度的影响规律.结果表明：水化热影响下,桩基中心温度在第3天达到最高,桩底滞后1 d,基坑表面受其影响较小,主要受环境温度影响;第24天,桩底出现最大融化层,随着入模温度增加,融化层厚度相应增加,入模温度为6℃时融化层厚度为34 cm,15℃时为55 cm;入模温度越高,回冻时间越长,当入模温度为6℃时,完全回冻需经历52 d,15℃时,回冻时间将增加7 d.含冰量对桩底融化深度有影响,含冰量越大底部融化深度越小;冻土年平均地温是影响桩底融化深度的重要因素,少冰高温（-0.52℃）、低温（-1.5℃和-2.5℃）冻土条件下,最大融化层厚度分别为38 cm、34 cm和25 cm.基于上述结果,在多年冻土地区的桩基工程,建议混凝土入模温度为6-8℃,底部碎石垫层至少40 cm.
- 陈赵育李国玉穆彦虎俞祁浩毛云程王飞
- 关键词：多年冻土水化热
- 混凝土的入模温度和水化热对青藏直流输电线路冻土桩基温度特性的影响
- 施工过程中混凝土的入模温度和水化热对多年冻土区桩基施工期间的热稳定性具有重要影响.针对该问题,利用有限元方法定量研究了±400 kV青藏直流输电线路冻土区锥柱基础入模温度、水化热和含冰量对桩基回冻过程、温度场变化和桩底融...
- 陈赵育李国玉穆彦虎俞祁浩毛云程王飞
- 关键词：多年冻土水化热
- 文献传递
- 青藏直流联网工程冻土基础传热特性分析被引量：7
- 2013年
- 基于现场实测资料对冻土工程基础传热过程、温度变化结果的分析,对冻土基础稳定性变化趋势的认识至关重要。通过青藏直流线路冻土基础长期监测系统最新资料的分析研究发现,输电线路冻土基础在塔基施工完成,并经历第一次冻结期后,监测塔基周围土体总体处于冻结状态。受施工、冻土条件等因素影响,原多年冻土上限以下范围,塔基温度与天然场地存在不同程度差异;在经历融化期后,基础底部冻土依然总体处于冻结状态;在暖季升温过程中,塔基升温速率和融化深度等关键指标主要受塔基基础形式、冻土条件等因素的控制和影响;桩基础温度状况好于锥柱基础和装配式这种大开挖基础;所采用热管保护冻土的工程措施已在工程实际中发挥积极作用,但其总体效能也受到施工过程、冻土温度、塔基传热过程等因素控制和影响,地温场仍处于动态变化过程中。
- 俞祁浩游艳辉丁燕生王国尚钱进胡俊郭磊
- 关键词：路基工程传热特性
