冻土中超声波传播特性及其在人工冻结法中的应用

发布时间：2023-11-12 16:02

　　经济飞速发展,人口快速增长,土地资源稀缺,城市的迅速发展造成交通压力激增,阻碍城市未来发展。因此地下空间的开发与利用成为人类扩大生存空间的重要方法,人工冻结法的应用也随之变得更加广泛。但是人工冻结法施工过程中,是否已经形成完整的冻结壁难以预判,因此,有必要对冻土中波传播特性进行研究分析,使得理论研究更好的应用于人工冻结法中。通过对现有波传播特性理论的复原与研究,并分析了现有模型存在的不足之处,因此,将现有模型中未考虑到的大孔隙外的非自由未冻水量这一部分加入计算模型之中,修正冻土中波传播特性理论计算模型;并将饱和冻土中波传播特性模型成功退化至饱和双相介质Biot模型;此外,分析了频率、温度、孔隙率等因素对饱和冻结多孔介质中波传播特性的影响。考虑到实际工程中土体具有非饱和的特性,基于修正模型理论基础,提出准饱和冻结多孔介质波传播特性模型,分析波在饱和与准饱和冻土中传播特性的差异;并分析频率、温度、饱和度等对波传播特性影响。考虑到沿海城市地下工程中土层含盐的特性,基于修正模型理论基础,提出含盐饱和冻结多孔介质中波传播特性模型,分析含盐与不含盐饱和冻土中波的传播特性的差异;同时分析频率、温度、...

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1. 研究背景及意义
    1.2. 单相弹性介质及双相多孔介质中的波传播特性的研究
    1.3. 三相(冻结)多孔介质体波传播特性的研究
        1.3.1. 冻结多孔介质中未冻水量的研究现状
        1.3.2. 冻结多孔介质中波传播特性的研究
    1.4. 人工冻结法的应用国内外研究现状
    1.5. 研究内容
第二章 饱和冻土中波传播特性的研究
    2.1. 未冻结水含量计算模型研究
        2.1.1. 现有未冻水量计算模型
        2.1.2. 修正未冻水量模型介绍
    2.2. 冻结多孔介质中波传播特性研究修正模型介绍
        2.2.1. 基本模型假设
        2.2.2. 基本模型
        2.2.3. 体波的特征方程
        2.2.4. 冻土中波传播特性研究相关参数说明
    2.3. 饱和冻土中波传播特性研究数值分析
        2.3.1. 模型退化
        2.3.2. 饱和冻土中波传播特性与频率的关系
        2.3.3. 饱和冻土中波传播特性与温度的关系
        2.3.4. 饱和冻土中波传播特性与孔隙率的关系
    2.4. 本章小结
第三章 准饱和冻土中波传播特性研究分析
    3.1. 饱和与准饱和冻土中波传播特性研究分析对比
    3.2. 准饱和冻土中波传播特性的研究
        3.2.1. 准饱和冻土中波传播特性与温度的关系
        3.2.2. 准饱和冻土中波传播特性与孔隙率的关系
        3.2.3. 准饱和冻土中波传播特性与饱和度的关系
    3.3. 本章小结
第四章 含盐饱和冻土中波传播特性研究
    4.1. 含盐与不含盐饱和冻土中波传播特性研究
    4.2. 含盐饱和冻土中波传播特性的研究数值分析
        4.2.1. 含盐饱和冻土中波传播特性与温度的关系
        4.2.2. 含盐饱和冻土中波传播特性与孔隙率的关系
        4.2.3. 含盐饱和冻土中波传播特性与含盐浓度的关系
    4.3. 本章小结
第五章 含盐准饱和冻土中波传播特性研究
    5.1. 饱和与准饱和含盐冻土中体波传播特性分析
    5.2. 含盐准饱和冻土中波传播特性的研究
        5.2.1. 含盐准饱和冻土中体波传播特性与温度的关系
        5.2.2. 含盐准饱和冻土中体波传播特性与孔隙率的关系
        5.2.3. 含盐准饱和冻土中体波传播特性与饱和度的关系
        5.2.4. 含盐准饱和冻土中体波传播特性与含盐浓度的关系
    5.3. 本章小结
第六章 波传播特性在人工冻结法中的应用
    6.1. 人工冻结法介绍
    6.2. 冻土中波传播特性在人工冻结法中的应用
        6.2.1. 冻土中波传播特性的验证
        6.2.2. 波频散特性分析在人工冻结法中的应用
        6.2.3. 波传播特性在人工冻结法中冻结壁判断的应用
    6.3. 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1. 结论
    7.2. 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：3863481