人工冻土水热迁移试验及水热耦合数值模拟研究

发布时间：2020-09-30 19:12

　　 人工冻结法因其对复杂地质水文条件的良好适应性,在现代土木工程建设中广泛使用,但同时也给工程带来了冻土的危害——冻胀融沉问题,学者普遍认为人工冻土危害来源于人工冻结地层过程中的水分重分布,水分重分布主要为冰水相变以及水分迁移。因此研究人工冻土的水热迁移机理对人工冻结法应用具有重大意义。本文针对人工冻土的水热迁移问题开展了研究,主要完成了以下内容:(1)对淮南地区的粉质黏土进行了封闭条件下自上而下的冻结试验,获得了冷端温度、初始含水率、上覆荷载对人工冻土水热迁移的影响规律;(2)推导分析非饱和正冻土水热耦合模型,对COMSOL Multiphysics软件PDE模块进行二次开发,实现了人工冻土的水热耦合数值计算;(3)通过C++编写冻结管偏斜随机位置计算程序,获得偏斜率不大于0.15%的冻结管随机位置;(4)进行了冻结管有无偏斜的多圈管冻结壁水热耦合数值计算,获得了多圈管冻结壁水热时空分布的规律及冻结管偏斜对其的影响。本文研究能够为土质为粉质黏土的人工冻结法施工方案提供一定的理论根据,为人工冻结法施工中冻结管的布置方案提供低耗时、少成本、高精准的验证仿真和优化仿真。图[89]表[12]参[83]
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU445
【部分图文】：

图１．１人工冻结法施工现场逡逑

图１．２技术路线图逡逑Ｆｉｇ邋１．２邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｒｏｕｔｅ逡逑

图２．１笛卡尔坐标系中的微元体逡逑

【参考文献】

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本文编号：2831255