青藏铁路抛石护坡的冷却机理及新型护坡研发
文献类型：学位论文
| 作者 | 全晓娟 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2005 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 李宁 |
| 关键词 | 自然对流 大孔隙抛石介质 新型抛石护坡 遮阳板 |
| 其他题名 | Numerical Study on the Cooling Effect and Mechanism of Ripraped-Rock Slope Adopted in the Qinghai-Tibetan Railway and Development of a New Type of Ripraped-Rock slope |
| 中文摘要 | 本文结合青藏铁路工程中抛石大孔隙介质护坡的冷却机理研究项目，在抛石护坡的野外及室内试验的研究基础上，分析国内外多孔介质流体动力学的理论进展，重点探讨了适用于该工程具体条件的三种修正的大孔隙达西方程，并结合抛石护坡在冻土工程中的应用问题，系统研究了抛石护坡的冷却机理与设计原则，本文的主要研究成果可归纳为：，（1）从抛石护坡的理论模型着手，结合实际抛石护坡工作条件，分析三种主要修正的达西模型，探讨其理论的应用范围与限制。经研究发现，经典达西定律适用于单向不可压缩流体在孔隙率不是很大（中、小孔介质）的情况下的低速流运动，并且不涉及流动惯性力以及各种阻力的影响；Forchheimer方程适用于多孔介质中高速流体运动的情况，主要是针对此时多孔介质与流体之间出现的摩擦力作用而进行修正的；Brin劫肛an方程是考虑了流体在大孔隙介质中受到的粘滞阻力，它主要针对孔隙率达到0.8以上的多孔介质．，姆）理论上提出抛石护坡的两种适用情况，即自然对流和强迫对流，针对自然对流提出应用范围更广的气体状态方程，考虑密度变化；在针对强迫对流问题上，用体积平均法推导涉及到弥散及热量不平衡的新能量方程，这种新模型能考虑到气体和固体间的热差异，又适合于大孔隙介质；（3）同时对抛石护坡的理论模型进行有限元解析与程序框架设计，基于李宁与陈飞熊开发的3G2001系统，开发了冻土工程抛石护坡的分析软件3G2003系统，并利用Goedng的室内试验进行全面的检验和验证。在数值解析的基础上，结合青藏铁路野外实测和室内试验资料，进一步提出了不同护坡型式的边界条件数值模型；（4）通过研究开放型抛石护坡，封闭型抛石护坡，普通护坡，；以及保温护坡四类护坡帅冷却机理与效果，发现开放型抛石护坡的整体降温效果不如通常所认为的那么有效，其机理也有新发现，存在明显不适应当地大风强迫对流的机制。基于此认识提出了高温冻土地区一种新型的人工自然对流的护坡型式。(5)对于新型护坡的冷却机理与效果的系统数值仿真试验研究发现，所提出的新型护坡整体冷却地基机理明确，效果显著。本文同时进行了按日及十日平均温度的边界条件对比，发现考虑昼夜温差所引起的对流降温是本文发现的抛石护坡的一个新冷却机理，尤其是考虑夏季高原昼夜温差较大的实际情况。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 128 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/22026]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 全晓娟. 青藏铁路抛石护坡的冷却机理及新型护坡研发[D]. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：寒区旱区环境与工程研究所
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