季节性冻土热传导性质研究

发布时间：2017-12-17 04:09

  本文关键词：季节性冻土热传导性质研究

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【摘要】：在季冻区和多年冻土区的工程建设中,工程的修建对土壤温度场的影响是需要考虑的重要问题,温度场计算中一个重要的参数是导热系数,只有掌握岩土材料的导热系数,才能准确预测路基、地基、边坡及地下工程的温度场,进而完成冻融稳定性分析以及隔热层设计。导热系数是能够直接表征物体热传导能力大小的物理量,可见导热系数在传热过程中的重要地位,本文的主要研究也以对导热系数的研究为中心围绕展开。在季节性冻土地区,因为一年四季的温度变化产生周期性的冻融循环,使得土中的水冻结又融化,产生不均匀沉降,给建筑、交通、地下管道等造成破坏,也给设计、施工、养护带来非常大的困难。首先通过做导热系数测定试验,研究了导热系数与含水率、干密度和冻融循环次数之间的关系,得出导热系数随含水率和干密度的增加而增加,随冻融循环次数的增加而逐渐减小,导热系数越大代表热传导能力越强,通过这几个影响因素的变化即可判断出热传导能力的变化,从而可采取相应措施确保路基的稳定性。再将10cm×10cm圆柱体试验土样以及实际路基分别抽象成无限长圆柱体模型和半无限大平板面进行解析,利用基本传热学理论,针对路基在夏季大气温度升高和冬季大气温度降低的情况,分析得出较准确的温度、热流密度和热流量模型,实际中,只需观测土层边界处的温度,通过模型计算,能够更快速且较准确地得到该土层中各点处的温度、热流密度与热流量,也为温度场计算提供便利条件。为保证路基的热稳定性,需要对导热系数在未来的变化进行预测,使用SPSS数理统计软件和BP人工神经网络分别将已测得的导热系数数据进行拟合预测,通过对预测结果的准确性和预测方法的难易程度比较,得出两种方法的精度都很高,但BP神经网络操作过程相对复杂且用时长,使用多元线性回归能够快速且较准确的得到理想结果。从多元线性回归模型中可得出含水率对导热系数的影响程度相对最大,干密度次之,冻融循环次数相对最小。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1

【参考文献】

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本文编号：1298667