有限单元法在人工冻土冻胀数学模型分析中的应用

发布时间：2017-05-01 21:05

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【摘要】：建立了冻土中的热传导模型。在计算冻胀时,利用水分入流量和时间关系计算水分迁移引起的冻胀应变;利用已冻土中未冻含水量和温度关系,求原位水的冻胀应变,将冻结引起的体积膨胀系数作为负的热膨胀系数,利用MARC程序中热应力的计算程序计算外界迁移水和原位水的冻胀位移;两项位移之和为总冻胀位移,并利用冻胀率和荷载的实验公式来考虑荷载对冻胀的影响。采用有限单元法对二维水平冻结模型进行了数学模型分析。通过验证,证明所提出的有限元模型及相关参数,可以结合有限元计算软件用于计算冻土中的冻胀量,分析其在外界荷载作用下对环境的影响。
【作者单位】： 南京交通职业技术学院;南京林业大学土木工程学院;
【关键词】： 人工冻土 冻胀 水分迁移 温度 荷载 耦合数学模型
【基金】：江苏教育厅自然科学基金项目(02KJB220002) 江苏省“六大人才高峰”资助项目 南京林业大学创新基金项目(2000—12—20)
【分类号】：U412.22
【正文快照】： 为使人工冻结法更好地在环境要求很高的市政岩土工程及城市地下空间开发中广泛推广应用,目前预测人工冻结法引起的冻胀位移是一项重要措施。冻土的冻胀位移是冻土过程中水、热、力三者相互作用的结果。对冻土工程水热耦合的研究目前还局限于采用差分法对一维问题进行探讨,并

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 王刚;马殙;王秉纲;;冻土地区温度对水泥稳定砂砾收缩特性的影响[J];公路交通科技;2008年02期

2 侯芸,田波,邴文山;季节性冰冻地区路基内温度场、湿度场耦合计算[J];同济大学学报(自然科学版);2002年03期

3 王正中,沙际德,蒋允静,张长庆;正交各向异性冻土与建筑物相互作用的非线性有限元分析[J];土木工程学报;1999年03期

4 赖远明,吴紫汪,朱元林,朱林楠;寒区隧道温度场、渗流场和应力场耦合问题的非线性分析[J];岩土工程学报;1999年05期

5 王建平,王文顺,史天生;人工冻结土体冻胀融沉的模型试验[J];中国矿业大学学报;1999年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王铁行;多年冻土地区路基计算原理及临界高度研究[D];长安大学;2001年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡清华;崔可锐;赵川;马文生;;淮南刘庄煤矿人工冻融土的冻胀与融沉研究[J];安徽地质;2009年01期

2 彭功生,许强;饱水冻土水热力耦合分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年02期

3 马茂艳;程桦;;深厚冲积层冻结压力研究进展及展望[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年05期

4 邹艳丽;陈晓飞;王铁良;杨国范;;雪面温度与地面温度的预测研究[J];安徽农业科学;2007年32期

5 水伟厚,高广运,韩晓雷,吕康成;寒区隧道围岩导温系数及其冻深分析[J];地下空间;2002年04期

6 盛平,于广云,王立波;人工地层水平冻结冻胀对邻桩的影响[J];地下空间与工程学报;2005年03期

7 徐江;杨更社;刘慧;;基于蒙特卡洛模拟法的冻土边坡可靠度评价[J];地下空间与工程学报;2007年S2期

8 凌宇峰;王吉云;;人工地层冻结技术在上海长江隧道工程的应用[J];地下空间与工程学报;2010年01期

9 梁波;刘德仁;张贵生;;基于温度场的冻土路基变形数值分析及对比[J];地下空间与工程学报;2010年02期

10 张学富,苏新民,赖远明,喻文兵,吴亚平;昆仑山多年冻土隧道施工温度影响分析[J];冰川冻土;2003年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张强林;王媛;;岩体THM耦合模型控制方程建立[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集（一）[C];2007年

2 商翔宇;周国庆;梁恒昌;;一种易于产生冻胀的冻结模式[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

3 ;Artificial Ground Freezing in Cross Passage Construction in the Shanghai Yangtze River Tunnel[A];Recent Development of Research on Permafrost Engineering and Cold Region Environment--Proceedings of the Eighth International Symposium on Permafrost Engineering[C];2009年

4 符进;陈建兵;章金钊;;东北岛状多年冻土区公路路基清基试验研究[A];Recent Development of Research on Permafrost Engineering and Cold Region Environment--Proceedings of the Eighth International Symposium on Permafrost Engineering[C];2009年

5 曲祥民;汪恩良;刘丽佳;;加筋挡土墙冻融循环过程中水分运移试验研究[A];Recent Development of Research on Permafrost Engineering and Cold Region Environment--Proceedings of the Eighth International Symposium on Permafrost Engineering[C];2009年

6 沈宇鹏;许兆义;王连俊;魏庆朝;;多年冻土区站场路基的热水力耦合分析[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛（交通运输工程学科）论文集（下册）[C];2005年

7 贾艳敏;郭红雨;;相变效应对钻孔灌注桩与冻土回冻过程的影响[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2009年

8 王桦;程桦;荣传新;;基于高密度电阻率法的冻土导电特性试验研究[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年

9 胡斌;李宁;胥通文;;城市地下工程中人工冻结温度场发展规律初探[A];地下工程建设与环境和谐发展——第四届中国国际隧道工程研讨会文集[C];2009年

10 吴海燕;刘争平;刘志辉;;利用虚拟仪器技术搭建冻土模型温度观测系统[A];中国地球物理学会第22届年会论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘浜葭;冻融和渗流耦合作用下风积土路基结构性演变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

2 兰常玉;冻融循环与列车动载耦合作用下高速铁路地基沉降规律研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

3 穆振侠;高寒山区降水垂直分布规律及融雪径流模拟研究[D];新疆农业大学;2010年

4 赵刚;寒区高等级公路路堑边坡春季浅层滑塌机理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

5 白天;严寒地区土壤源热泵系统地埋管运行特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 柴军瑞;大坝及其周围地质体中渗流与应力场耦合分析[D];西安理工大学;2000年

7 贺玉龙;三场耦合作用相关试验及耦合强度量化研究[D];西南交通大学;2003年

8 陈建余;非稳定饱和—非饱和渗流场数值计算关键技术及其应用研究[D];河海大学;2003年

9 王念秦;黄土滑坡发育规律及其防治措施研究[D];成都理工大学;2004年

10 张树光;辽西地区风积土的强度、冻融特性及其分形性质的研究[D];辽宁工程技术大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王磊;弱胶结地层冻结壁变形研究与影响因素敏感性分析[D];山东科技大学;2010年

2 张建俊;冻融循环作用下季冻区高铁路基沉降预测的试验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

3 宋文宇;路基冻土环境的数值模拟及温度控制系统的优化设计[D];哈尔滨工业大学;2010年

4 王孙富;沥青路面结构温度场与温度应力的数值模拟分析[D];哈尔滨工业大学;2010年

5 陈然;螺旋桩在季节性冻土场地抗冻拔性能分析[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 马元顺;季节冻土区高填土路堤温度场与边坡稳定性分析[D];哈尔滨工业大学;2010年

7 董鉴峰;漠河地区多年冻土物理力学性质研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

8 田亚护;多年冻土区含保温夹层的路基温度场数值模拟[D];铁道部科学研究院;2002年

9 常斌;冻土通风管路基优化设计神经网络分析系统研发[D];西安理工大学;2003年

10 多吉罗布;青藏公路多年冻土路基病害诊治技术研究[D];长安大学;2002年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孔祥谦;有限单元法求解不稳定导热问题中的时间差分格式及其变步长计算[J];工程热物理学报;1982年03期

2 马殙,王秉纲,梁光模,张伟;多年冻土地区温度对水稳砂砾强度形成影响[J];公路;2005年08期

3 赵尚传;傅智;罗翥;杜天玲;;高弯拉强度水泥混凝土早期干缩变形性能研究[J];公路交通科技;2007年01期

4 胡力群;沙爱民;;半刚性基层材料温缩系数测定影响因素研究[J];公路交通科技;2007年01期

5 李炜光;李汉江;申爱琴;张斌;;温度-时间耦合下半刚性材料力学性能研究[J];公路交通科技;2007年01期

6 胡应德;黄晓明;熊茂东;;高速公路水泥稳定碎石基层抗裂设计方法研究[J];公路交通科技;2007年02期

7 马殙;陈拴发;王秉纲;;低温施工复合外加剂试验研究[J];公路交通科技;2007年04期

8 沈卫国;杨志峰;黄继业;李响;;半刚性路面基层养生方式的研究[J];公路交通科技;2007年06期

9 于新;黄晓明;;低剂量水泥稳定碎石基层干缩温缩性能研究[J];公路交通科技;2007年07期

10 杨平;软粘土冻土挡墙蠕变特征及其设计[J];土木工程学报;1997年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 姬杨蓓蓓;多年冻土地区沥青路面结构设计方法研究[D];长安大学;2005年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴宏海;姜龙;;季冻区公路路基的防冻垫层探讨[J];山西建筑;2008年10期

2 高清如;;混凝土桥梁裂缝的成因[J];山西建筑;2007年29期

3 秦爱芳;林金钱;蒲毅彬;顾同欣;邢丽丽;;上海人工冻土冻胀特性和水分迁移的试验研究[J];上海大学学报(自然科学版);2009年01期

4 张军艳;高江平;;硫酸盐渍土盐胀率影响因素交互作用分析[J];山西建筑;2008年11期

5 叶远生;;隔热墙结构中的水分迁移 美国ASHRAE协会试验报告[J];制冷;1987年02期

6 李春生;;甘南州渠道抗冻措施探讨[J];农业科技与信息;2008年22期

7 赵荣鸠;砖混住宅裂缝分析[J];芜湖职业技术学院学报;2001年02期

8 范家骅;张喜发;;公路路基细粒土法向冻胀力影响因素研究[J];北方交通;2006年10期

9 贾磊;侯征;王维早;;冻融条件下硫酸盐渍土的膨胀机理及抑制措施[J];安徽农业科学;2009年07期

10 孙振华;张喜发;张冬青;陈义民;;季冻区公路路基冻害的影响因素研究[J];勘察科学技术;2008年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 郑伟;卓仲畅;苏雪梅;于永森;张玉书;;利用取样光纤光栅实现应变和温度同时测量[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年

2 秦红;沈辉;张仁元;史保新;梁振南;;蓄冷降温式太阳电池组件的研究开发[A];第十届中国太阳能光伏会议论文集：迎接光伏发电新时代[C];2008年

3 阎红;;国产GTS1型数字探空仪储存后温度、湿度和气压漂移分析[A];第六届长三角气象科技论坛论文集[C];2009年

4 王振华;卢咏来;张立群;;原位改性对纳米氢氧化镁/EPDM复合材料性能的影响[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（下册）[C];2009年

5 于江南;王登元;邓菲菲;陈丹;李杰;;温度对棉花上烟粉虱实验种群的影响[A];粮食安全与植保科技创新[C];2009年

6 阚安康;韩厚德;纪s，

本文编号：339631