国家高技术研究发展计划(2008AA11Z103)
- 作品数：21 被引量：235H指数：11
- 相关作者：李东庆张坤牛永红牛富俊许健更多>>
- 相关机构：中国科学院西安建筑科技大学中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金中国科学院西部行动计划项目更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程天文地球理学更多>>
- 青藏高等级公路通风管试验路基降温效果被引量：2
- 2010年
- 在假定未来50a气温升高2.6℃和初始年平均气温为-4.0℃的前提下,应用有限体积法(FVM)对青藏高等级公路试验示范工程段普通路基、普通通风管路基和通风管-XPS复合路基温度场进行三维非线性分析.结果表明,普通路基下部冻土退化严重,第50年的最大融化深度为10.98m,冬季土体中有融化核存在.普通通风管路基和通风管-XPS复合路基在一定时期内可以降低下部多年冻土的温度,提高0℃等温线,且通风管-XPS复合路基的降温效果略优于普通通风管路基,但在气温不断升高和沥青路面吸热的双重影响下,这2种路基的坡脚处会出现融化核,且0℃等温线已经延伸到路基中心处,这将直接影响路基的稳定性.
- 张坤李东庆李建宇童刚强
- 关键词：气候变暖
- 重塑粘质黄土冻胀敏感性试验分析被引量：12
- 2010年
- 以沈哈高速铁路沿线具有代表性的粘质黄土为研究对象,在室内冻胀试验条件下,研究了非饱和含水量、冷端温度、冻结速率、补水条件以及冻融循环对土体冻胀特性的影响。试验表明,在封闭系统下,非饱和土体冻胀系数随含水量增大而增大,且最终趋于一个稳定数值;封闭系统下,随着冷端温度的降低,含水量较大土样的冻胀系数逐渐减小,含水量较小土样的冻胀系数逐渐增大;开放系统下,土样冻胀系数随冻结速率的减小逐渐增大,且增幅越来越大;外界补水条件下,土体冻胀量增加显著,但随含水量的增大,其影响逐渐减弱;干密度较小土样的冻胀总变形随冻融循环次数的增加呈指数递减的趋势,干密度较大土样则呈指数增加的趋势。
- 许健牛富俊牛永红林战举徐志英
- 关键词：含水量温度冻结速率冻融循环
- 冻结砂土力学性质的离散元模拟被引量：13
- 2010年
- 基于离散单元法颗粒流理论,土体颗粒单元间采用接触黏结模型中来考虑冻土中冰的胶结作用,建立了冻结砂土的颗粒流模型。通过改变计算模型中颗粒单元的参数,模拟了在不同冻结温度以及不同围压下冻结砂土的宏观力学性质,并与冻结砂土的室内试验结果进行了比较,结果表明:颗粒流方法可以较好地模拟冻结砂土的应力-应变关系以及剪切带的发展变化过程,颗粒流细观参数对温度具有显著的依赖性。研究结果对离散单元法在特殊土中的应用具有一定的理论和应用价值。
- 周凤玺赖远明
- 关键词：离散单元法应力-应变关系剪切带
- 开放系统下饱和正冻土热质迁移的数值分析被引量：21
- 2011年
- 引入Heaviside阶梯函数和Z函数使得冻结区和未冻区的导水系数、导热系数、体积热容量和土水势可以用统一的公式表达,提出了开放系统下饱和土在冻结过程中热质迁移的数学模型.对一个侧面绝热的圆柱土样的热质迁移过程进行了计算机模拟,结果表明:温度变化速率、冻结速率和温度梯度随时间减小,在冻结锋面附件温度分布曲线有拐点,冻结区温度梯度略小于未冻区温度梯度.含水量增量沿着试样高度先减小再增大,在冻结速率很低的情况下含水量持续增大,易形成冰透镜体.
- 周家作李东庆房建宏徐安花
- 关键词：开放系统阶梯函数
- 季节性冻土的水-热-力建模与数值分析被引量：22
- 2012年
- 为了防治季节性冻土区由水-热-力相互作用引起的道路病害,对季节性冻土水-热-力耦合问题进行了研究。根据季节性冻土的特点,重点考虑了基质势和压力势与温度的关系,给出了季节性冻土水-热-力三场耦合的数学模型,并将耦合问题归结为求解一个非线性、非稳态温度场微分方程,含水量、应力及蠕变变形都可以在温度求解以后算出。详细推导了该方程的数值解法,包括有限元方程、时间域离散及迭代方法。最后对国道G109橡皮山段季节性冻土区公路路堤进行了数值模拟,对计算值与实测值做了对比。结果表明:采用水泥加固砂砾垫层的对比断面与采用砂砾垫层的原断面相比,其温度更低,含水量及预测的路面变形量更小。
- 李东庆周家作张坤常法
- 关键词：道路工程季节性冻土
- 通风块石层非达西效应的试验研究被引量：3
- 2010年
- 块石通风路基是青藏铁路建设中保护多年冻土的主要措施,准确地描述空气在块石中的流动是块碎石路基冷却效应数值分析的首要问题.通过风洞试验研究了块石层内部渗流速度和压力梯度的关系,试验中块石的平均粒径为12.5cm,孔隙率为0.487,风速和压力差数据是在不同的风机转速下测得.结果表明:块石层内空气渗流速度随压力梯度增大而增大,压力梯度与渗流速度之间存在非线性关系.基于Forchheimer方程,利用试验数据获得了块石层的渗透率和惯性阻力系数.这些结果可为各种块石结构路基降温效果的数值分析提供理论基础.
- 李靖波赵爱国杨玉贵董元宏
- 关键词：多孔介质非达西效应风洞试验多年冻土路基
- 利用封闭式块石护坡调节通风管路基阴阳坡效应被引量：1
- 2011年
- 为研究多年冻土区通风管路基和通风管-封闭碎石护坡路基在阴阳坡温度差异影响下,温度场的不对称特征和下部冻土上限间的差异,评价封闭块石护坡对通风管路基温度场的调节效果,利用北麓河通风管路基实测温度资料,并考虑气候变暖的影响,分别对这两种路基温度场进行数值模拟分析.分析结果表明,通风管路基具有一定的降温能力,但阴阳坡下冻土上限间差异显著,路基温度场呈现明显的不对称性;在通风管路基阳坡增加封闭块石护坡后,可以降低阳坡下土体温度,减小阴阳坡下冻土上限间差异,能有效调节路基阴阳坡效应.对第50年路基与天然地表交界处年平均热流密度的分析表明,增加封闭块石护坡后的路基结构优于通风管路基,且两种路基均处于吸热状态.
- 张坤李东庆童刚强常法
- 关键词：通风管路基热流密度温度场多年冻土冻土上限
- 214国道多年冻土区路段路面病害特征分析被引量：4
- 2010年
- 多年冻土地区路基路面病害率高,不同路面形式的病害表现也不尽相同。根据214国道姜路岭至清水河段多年冻土区水泥路面与沥青路面的大量调查资料,对路面病害的发育性状及分布现状进行统计,详细计算了路面的单公里病害率和总病害率。120.675km水泥路面的总病害率为16.22%,202.325km沥青路面的总病害率为3.38%。水泥路面比沥青路面病害数量多,且规模大,以破碎板、纵向裂缝为主,破碎板数目达到6472块;沥青路面沉陷显著,其次是网裂、波浪。结合调查结果,对214国道路面的病害进一步分类分析,研究了主要病害的发生机理及分布规律与冻土的关系,为今后寒冷地区公路路面的建设、养护等工作提供依据。
- 雍国武才李东庆张坤房建宏徐安花
- 关键词：多年冻土水泥路面病害机理
- 季节冻土区路基冻胀翻浆防治措施试验研究被引量：7
- 2011年
- 根据位于青海省109国道橡皮山试验段所观测的温度及水分数据,系统分析了传统砂砾垫层路基与隔水土工膜加碎石垫层路基在外界气候环境作用下,路基内各个观测位置温度与水分的变化以及造成这些变化的原因.比较了两个断面下路基各个观测位置的水分变化率的差异以及造成这些差异的原因,分析了这些差异对路基冻胀翻浆的影响.研究结果表明,在橡皮山地区,不仅仅存在地表水自上而下的迁移,而且在冬季土体负温度梯度和毛细作用还会促使水分自下而上的迁移,因此,相对于传统砂砾垫层路基,隔水土工膜加碎石垫层路基对于预防季节性冻土区路基冻胀翻浆效果更好.
- 常法李东庆张坤房建宏徐安花
- 关键词：冻胀翻浆
- 季节冻土区保温路基设计参数被引量：20
- 2009年
- 运用土壤冻结条件下水热耦合输移的基本方程和数值方法,模拟分析在不同的埋深、宽度、厚度和施工季节条件下,铺设XPS保温材料板对路基下季节冻土最大季节冻结深度在以后50年内随时间的变化。在数值模拟的基础上,提出在季节冻土区铁路路基工程中埋设保温层的合理深度、宽度及施工季节;总结分析保温板厚度和路基填土高度之间的关系。
- 许健牛富俊牛永红林战举徐志英
- 关键词：冻土保温板路基季节冻土区
