寒区有隔热层的圆形隧道温度场解析解   总被引：9，自引：2，他引：7  

张耀  何树生  李靖波 《冰川冻土》2009,31(1):113-118

在多年冻土地区修建隧道,会影响到多年冻土的热稳定性,目前一般采用在隧道衬砌中设置隔热层的方法来防止冻土嗣岩融化.根据隧道现场实测的气温资料,考虑正弦曲线规律变化的对流换热边界条件,建立了一次衬砌、隔热层、二次衬砌及围岩4层结构的圆形隧道热传导方程.运用微分方程求解方法和贝塞尔特征函数的正交和展开定理,对4个热传导方程进行了求解,得到隧道一次衬砌、隔热层、二次衬砌及同岩4层结构温度场的解析解,将计算结果与现场实测结果进行比较,吻合良好.计算结果还表明,在衬砌中铺设厚5 cm、导热系数为0.03 W·m-1·℃-1的隔热层可以保证风火山隧道围岩不发生季节性融化.该解析解可用于验证其它数值方法的计算结果,也便于工程设计人员和施工人员对同类寒区隧道进行温度场的计算,因而具有一定的工程应用价值.  相似文献   

高层建筑典型外墙保温材料火蔓延特性数值模拟研究     

章涛林  周晓冬  雷杲  汪文君  龚俊辉  杨立中 《地震学刊》2012,(2):230-234

有机保温材料被广泛应用于高层建筑外墙保温体系的同时,也可能增加高层建筑的火灾风险。本文通过计算机模拟,着重研究了保温材料之一的聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）的火蔓延速率、失重速率及温度场分布等特性。研究结果发现：发生火灾后,外墙保温材料可以在很短的时间内自下而上蔓延至整个材料表面,并有表皮着火的现象。在火焰到达材料顶部之前,向上火蔓延占主导地位,材料中部区域明显燃烧脱落,火焰在材料两端上部继续燃烧,有向下加速蔓延的趋势;之后,火焰沿着材料中部内侧向下剧烈燃烧,材料呈V字型燃烧直至熄灭。在高层建筑外墙外保温材料火蔓延中,不同着火点情况下的燃烧速率随时间变化的趋势相似,且会形成两个波峰。  相似文献   

高强防寒保温泡沫混凝土研制与工程应用   总被引：1，自引：1，他引：0  

袁克阔 《冰川冻土》2016,38(2):438-444

复杂地层寒区隧道填充材料需兼具防寒保温、抗震和优化支护等性能,为解决常规泡沫混凝土在复杂地层寒区隧道应用中存在的不足,通过正交试验得到了自制泡沫混凝土的最佳配合比,研制了一种高强防寒保温泡沫混凝土.通过室内试验,研究了所制泡沫混凝土的保温性能和冻融劣化特征,并采用数值分析方法探讨了西藏嘎隆拉隧道初衬和二衬之间加设泡沫混凝土垫层后的温度场变化规律.结果表明：该泡沫混凝土具有较好的保温性能和抗冻融损伤性能,同时强度、延性较普通泡沫混凝土都有明显改善.数值计算结果显示,当在初衬和二衬之间增设泡沫混凝土垫层时,其相应位置的温度变幅由不设置时的4.5℃变为2℃,最低温度由1℃提高到了3℃,表明加设所研制泡沫混凝土垫层对于阻止围岩受到隧道内冷空气的侵害具有非常显著的效果.  相似文献   

Research on EPS application to very wide highway embankments in permafrost regions     

YaHu Tian  JianHong Fang  YuPeng Shen 《寒旱区科学》2013,5(4):0503-0508

In order to maintain the thermal stability of very wide highway embankments in permafrost regions, the thermal isolation material EPS is often utilized. To examine the effects of this insulation on the China National Highway (G214), two-dimensional finite element analysis of temperature fields was conducted for varying widths of highway embankments with and without EPS insulation. The numerical results show that in permafrost regions the effect of thermal aggregation on asphalt pavement is more obvious when highway embankments are wider, and, specifically for the G214 highway, the insulation should be more than 25 cm thick for 24-m-wide embankments. However, considering other factors such as the structural rationality of the embankments and high engineering costs, it might not be feasible to install EPS insulation in 24-m-wide embankments of the G214 highway when the height of the embankments is less than 3.65 m.  相似文献   

Investigation of insulation layer dynamic characteristics for high-speed railway     

HongYe Yan  GuoTang Zhao  DeGou Cai  QianLi Zhang  JianPing Yao  AiJun Cheng 《寒旱区科学》2015,7(4):430-437

Dynamic performance of insulation is one of the key parameters during the insulation application for high-speed railway subgrade. This paper conducted laboratory and field tests for the materials and dynamic load,especially for thermal performance, elastic deformation, and accumulated deformation of insulation materials.Experiment results show that mechanical properties of insulation layer structure are stable, which satisfies the requirements of the high speed railway.  相似文献   

黄土细颗粒石英光释光测年中预热温度选取的简易方法          下载免费PDF全文

康树刚  卢演俦  王旭龙  杜金花 《地震地质》2009,31(3):544

等效剂量预热温度坪实验是光释光(OSL)测年中确定预热温度的常用手段,一般选择坪区温度作为OSL测年的预热温度。对于黄土细颗粒石英,无论采用单片再生法(SAR)还是简单多片再生法(SMAR),以10s为预热时间,其天然和再生剂量预热温度坪区间均为250～280℃,试验剂量的预热温度分布较广,如180～260℃。常规等效剂量预热温度坪实验需要耗费较长的实验室时间。通过对SMAR法测试数据的再分析发现,天然与再生剂量OSL信号校正强度的比值(N/R)随预热温度的变化与常规等效剂量坪实验中等效剂量随预热温度的变化有着相似的趋势,这样,N/R预热温度坪就可作为黄土样品细颗粒石英等效剂量预热温度坪的替代,为实验室OSL测年确定预热温度提供一个简捷途径  相似文献   

保温法在青藏铁路路基工程中应用的适用性评价   总被引：1，自引：1，他引：0  

温智  盛煜  马巍  吴基春 《冰川冻土》2005,27(5):694-700

保护冻土原则是多年冻土区路基设计的首要选择.运用带相变瞬态温度场的有限元数值解法,模拟分析了铺设聚苯乙烯(EPS)板后铁路路基下多年冻土最大融化深度在随后50 a内随时间的变化,提出了保温板铺设的适宜位置和合理厚度.总结分析了保温路基中保温板的合理宽度和保温路基合理的施工时间,基于年平均气温给出了多年冻土区铁路路基工程中保温法的适用范围,并对多年冻土年平均地温对保温处理措施适用范围的影响进行了分析.  相似文献   

东北地区冬半年积雪与气温对冻土的影响   总被引：3，自引：3，他引：0  

周晓宇  赵春雨  李娜  刘鸣彦  崔妍  敖雪 《冰川冻土》2021,43(4):1027-1039

利用东北地区121个气象站逐日冻土深度、积雪深度、平均气温、地表平均气温及降水量数据,分析了1964—2017年冬半年冻土的变化特征及气象要素对冻土的影响.结果表明:东北地区积雪深度、平均气温、地表平均气温与冻土深度相关系数较高,降水量相关性不大.20世纪60年代平均气温、地表平均气温及负积温最低,最大冻土深度为历年代...  相似文献   

寒区隧道保温设防长度工程实践与研究进展综述北大核心CSCD     

庞小冲  朱小明  穆彦虎  张坤  张力杰  郑波  李凌洁 《冰川冻土》2022,44(3):998-1010

保温法是目前寒区隧道建设中应用最为广泛的一种冻害防治方法。通过敷设保温材料可以减缓隧道结构、围岩体与洞内空气的热量交换过程,进而减小或避免衬砌与围岩体内的季节冻融,实现冻害防治的目的。在工程设计中,隧道保温段的敷设长度和厚度是两个关键参数,其中敷设厚度相对容易确定,但是敷设长度的确定目前缺乏统一的标准和简便可靠的方法,给隧道保温设计带来了一定的难度和不确定性。基于此,对包括现有铁路和公路规范要求、经验公式、工程类比法、理论解析法、数值模拟法等寒区隧道保温段敷设长度确定方面的工程实践、研究进展和挑战进行了系统的总结,并在此基础上提出保温设防设计用气象数据的选取方法、保温设防长度确定的依据、隧道进出口的差异性,以及季节冻土与多年冻土区隧道的差异等未来工程实践和科学研究仍需解决和研究的重点,以期能够为寒区隧道保温防冻工程设计难题的解决提供参考。  相似文献   

循环冻融下寒区工程常用保温材料性能变化试验研究北大核心CSCD     

李凌洁  穆彦虎  明锋  朱小明  张坤  庞小冲 《冰川冻土》2022,44(2):693-707

保温材料广泛应用于寒区工程的诸多领域。然而,在服役过程中,保温材料往往会受到浸水、冻融和盐蚀等多场耦合的循环作用,导致其保温、防水和强度等物理力学性能出现不同程度的退化。目前,保温材料的类型非常多,但其性能和耐久性有所不同,因此科学合理地选择保温材料不仅关系到其长期保温效果,同时对于工程构筑物的长期稳定性具有重要的意义。针对循环冻融作用,选取寒区工程中常用的4种保温材料[聚酚醛(FLK)、聚氨酯(PU)、聚苯乙烯挤塑板(XPS)和聚苯乙烯发泡板(EPS)]开展了浸纯水、浸盐水和干燥状态下的室内冻融循环试验,对经历了不同冻融次数的样品进行了表观密度、吸水率、导热系数、压缩强度、弯曲强度和微观结构系列测试。结果表明:浸润作用对保温材料物理力学性质影响显著,亲水性材料FLK的保温和力学性能退化显著,而憎水性材料PU、XPS和EPS变化相对较小。干燥条件下,冻融循环作用对FLK、XPS和EPS吸水率以及FLK的导热系数影响量值可观,但对4种保温材料的压缩和弯曲强度影响不大。浸纯水和盐水条件下,经历30次冻融循环后,FLK的导热系数增加约50%,弯曲强度降低超过0.3%,EPS的压缩强度降低超过10%。浸盐水后保温材料经历冻融循环作用后其物理力学性能退化程度与浸纯水条件下有所不同,该差异值得关注。通过扫描电镜图像能够识别4种保温材料的孔隙尺寸、孔隙致密度和固体颗粒胶结方式,但对经历冻融循环作用后的变化难以识别和量化。基于试验结果,结合寒区交通工程应用场景,分析了4种保温材料的冻融耐久性,以期服务于寒区交通工程保温材料的合理应用。  相似文献