一、试论冻结过程的物理本质及研究方法(论文文献综述)
汪卫华[1](2013)在《非晶态物质的本质和特性》文中研究表明非晶态物质是复杂的多体相互作用体系,其基本特征是原子和电子结构复杂,微观结构长程无序,体系在能量上处在亚稳态,具有复杂的多重弛豫行为,其物理、化学和力学性质、特征及结构随时间演化。不稳定,随机性,不可逆是非晶物质的基本要素,自组织,复杂性,时间在非晶物质中起重要作用。复杂的非晶态物质有很多基本而独特的性质。非晶态物质的复杂性没有能阻挡住人们对它的兴趣和研究。现在人们把越来越多的目光从相对简单的有序物质体系关注到复杂相互作用的无序非晶体系。近几十年来,非晶的研究在无序中发现有序,在纷繁和复杂中寻求简单和美,引领了新的研究方向,导致很多新概念、新思想、新方法、新工艺、新模型和理论,以及新物质观的产生。非晶态合金(又称金属玻璃)是50多年前偶然发现的一类新型非晶材料。非晶合金的发现极大地丰富了金属物理的研究内容,带动了非晶态物理和材料的蓬勃发展,把非晶物理研究推向凝聚态物理的前沿。今天,非晶物理已成为凝聚态物理的一个重要和有挑战性的分支。非晶态材料不仅成为性能独特、在日常生活和高新技术领域都广泛使用的新材料,同时也成为研究材料科学和凝聚态物理中一些重要科学问题的模型体系。本文试图用科普的语言,以非晶合金为典型非晶物质综述非晶物理和材料的发展历史和精彩故事、介绍非晶科学中的主要概念、研究方法、重要科学问题和难题、非晶材料的形成机理、结构特征、非晶的本质、非晶中的重要转变–玻璃转变、非晶中的重要理论模型、物理和力学性能及非晶材料的各种应用等方面的研究概况和最新的重要进展。还介绍了非晶领域今后的研究动态及趋势,以及这门学科面临的重要问题、发展前景和方向。
季雨坤[2](2019)在《冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究》文中提出冻土冻胀是冰透镜体生长的宏观表象,人工冻土及天然冻土在冻结后均会引发一定范围内的冻胀变形,过量的冻胀变形将导致矿山井筒工程、隧道工程、民用工程等基础设施的破坏。冻胀过程中冰透镜体生长及其背后潜在物理化学机制所涵盖的界面接触处分子间相互作用是理解成核、结晶、相变和矿物置换等物理过程的基础。掌握冻结土体基本物理特性,揭示冰透镜体生长过程中冻土水热力耦合物理行为,完善冻结土体物理力学理论体系,对资源高效开发及人工地层冻结工程与寒区冻土工程的高效构建具有十分重要的科学意义。本文围绕特定环境影响下的冰透镜体生长机制及冻土水热力耦合行为与机理为关键科学问题,综合采用室内试验、理论分析与建模、数值模拟等技术手段,对冻结过程中冻胀敏感性、水热力耦合作用下的冻胀机理及理论、冻胀稳定控制等科学问题进行研究。主要获得以下创新性成果:(1)采用微观结构扫描与分子结构分析的方法揭示了蒙脱土及高岭土的水物理特性,指出蒙脱土矿物相较高岭土具有更好的亲水能力进而使得冻胀较小。此外,研究了颗粒介质粒径影响下的冰透镜体生长机制,综合考虑自然界不同含量砂-粉-粘颗粒组成土体粒径的差异,对给定土体的冻胀敏感性进行了评价。研究指出介于细粒及粗粒间的中等颗粒土体(如粉土)其冻胀敏感性更强,当粗颗粒土中细粒含量显着增多时也可出现明显冻胀现象。(2)为了研究冻胀敏感性土体的冻胀-冻胀力现象,研制出模拟环境约束状态的冻胀试验系统,开展了温度梯度诱导-力学约束影响下的冻胀试验。研究揭示了冰透镜体生长演化过程中土体的宏细观水热力耦合行为,获取了温度梯度-力学约束-冻胀变形-冻胀力之间的动态耦合关系。此外,研究探讨了冰颗粒对孔隙结构及水分流动特性的影响,分析了力学约束作用下冻胀-冻胀力演化特征,给出了冻胀力随约束增大的机理解释及最大冻胀力的数学描述。(3)以结晶动力学过程及冰-水相界面热力学理论为基础,综合考虑等效水压力对相变过程及冻土体渗透性的影响,以基于水活性的化学势梯度作为水分迁移驱动力建立了描述冰透镜体生长演化的理论模型,并提出了经验参数分凝势的数学描述。研究探讨了冻结缘内水活性对冰-水相变物理过程及水分流动特性的影响,描述与分析了冰透镜体的生长演变规律。(4)通过类比非饱和土体的有效应力原理,明确了冻土体有效应力的物理意义,在水、热、力耦合作用机制下以冰透镜体的分凝及生长为关键建立了离散冰透镜体冻胀模型。在此基础上,考虑冰透镜体生长机制对上覆荷载的强烈依赖性,在水、热及固结耦合作用下将约束冻胀力等效为力学约束、冻胀量、冻结时间等因素的非线性函数,综合考虑原位冻胀、分凝冻胀、骨架变形等要素,建立了约束环境中的冻胀力演化模型。以模型数值结果为基础探讨了冻结缘内冰水相变速率的主要控制因素,分析了水分相变结晶过程对负孔隙水压力的影响,并从冻结缘低温几何结构、冻吸力及渗透性对冰透镜体生长影响入手,揭示了力学约束作用下冻胀呈非线性衰减规律的内在物理机制。(5)对冰-颗粒介质之间的力学平衡状态进行分析,获取了冻结缘几何结构对冰透镜体生长机制的影响,揭示了冻结缘结构退化是直接导致冰透镜体生长速率降低的根源。创新了冻胀控制的试验方法与系统,提出了一种通过自动控制冻结深度以抑制冰透镜体生长的人工地层冻结技术思路。研究发现,减小控制的冻结深度或升高循环冷浴温度均能有效的抑制冻胀。该论文有图99幅,表15个,参考文献198篇。
杨更社,申艳军,贾海梁,魏尧,张慧梅,刘慧[3](2018)在《冻融环境下岩体损伤力学特性多尺度研究及进展》文中指出岩体因天然缺陷存在易受到冻融环境影响而产生损伤,冻融损伤过程实质上为反复冻胀荷载作用于缺陷引起的疲劳演化过程。但从冻融损伤存在显着的尺度效应,缺陷的不同空间尺度往往决定了冻融损伤评价尺度,如初始损伤以空洞、孔隙、微裂纹等为主的多孔岩石,其冻融损伤多表现为孔隙或微裂隙萌发、扩展、连通等,反映的是微、细观尺度范畴;而初始损伤以节理、裂隙等为主的岩体,其冻融损伤多体现沿宏观缺陷的局部化冻融损伤,属于宏观损伤尺度范畴。着眼于岩石冻融损伤尺度及对应损伤识别尺度两大关键问题,首先,依据岩石天然缺陷空间尺度进行量化分级,明确不同层级下的损伤特征及对应损伤识别方法;而后系统归纳微、细、宏观尺度下岩石冻融损伤识别及评价方法,明确不同尺度条件下冻融损伤识别手段及损伤力学机制。最后,结合现今岩石冻融损伤研究现状,提出岩体冻融多尺度损伤识别及评价机制发展方向,并初步探讨冻融诱发岩体损伤的微–细–宏观的跨尺度认知思路,有望对冻融诱发岩体损伤特性及对应性识别系统认知提供参考。
赵自轩[4](2018)在《网络虚拟财产法律问题研究》文中认为我国学界对网络虚拟财产法律问题的研究由来已久,研究范围涉及网络虚拟财产的法律性质、权利保护、继承等方面。但遗憾的是长久以来学界对网络虚拟财产的法律定性问题并未达成共识,各种学术观点的高下此消彼长,且大部分争议仅停留在理论探讨层面,既缺乏对网络虚拟财产法律性质的实证分析,又缺少将理论适用于实际案件纠纷的司法验证。我国《民法总则》第127条对网络虚拟财产作出了规定,但该法条作为引致性规范无法为法院的裁判提供指引。网络虚拟财产作为互联网技术催生的新生事物,其法律内涵和外延都是不确定的,因此对该主题的研究就必须坚持“类型化思维”和“场景意识”,以此探析不同场景中不同类型网络事物的法律本质,最后在此基础发掘网络虚拟财产的本质特征和判断标准,明确的网络虚拟财产的法律内涵和外延,进而构建出科学合理的网络虚拟财产法律制度。遵循以上基本写作思路,本文总共分为六章:第一章是对网络虚拟财产基本问题的梳理。第一节介绍了网络虚拟财产的概念、类型与特征,特别是介绍了当前主要学者对网络虚拟财产的定义和基本观点,以此了解我国网络虚拟财产研究的基本范围与争议焦点;第二节主要介绍了网络虚拟财产与无形财产的联系与区别,特别是虚拟财产与知识产品的区别,为下文对网络虚拟财产法律性质“知识产权说”的反驳奠定基础;第三节介绍了域内外网络虚拟财产的研究状况,以此明晰我国当前网络虚拟财产研究的焦点和缺陷。同时,该部分还介绍了美国网络虚拟财产立法的最新成果和存在的争议,为我国立法提供可能的域外参考。第二章是对网络游戏中虚拟财产的研究。第一节介绍了网络游戏中虚拟财产的技术构成和基本类型,在了解网络游戏基本运行机理的基础上,根据游戏虚拟财产的不同功能将其区分为货币型游戏虚拟财产、物品型游戏虚拟财产和游戏账号;第二节介绍了当前学界对游戏虚拟财产的研究状况,在民法方面主要介绍了游戏虚拟财产法律性质“债权说”、“物权法”、“知识产权说”、“新型财产权说”的主要观点,各种学术观点之间的主要争议,以及当前研究中存在的主要问题;第三节是对游戏虚拟财产法律性质的现实考察,主要介绍了网络游戏服务合同对虚拟财产的规定,以及司法实践中因游戏虚拟财产引发的主要纠纷类型;第四节对不同类型游戏虚拟财产的法律性质进行了分析。货币型游戏虚拟财产的功能和获取方式决定其显着的财产属性,属于真正意义上的网络虚拟财产;物品型游戏虚拟财产的获取方式和功能决定了其实质上属于债权凭证;而游戏账号则属于个人信息的范畴;第五节是对不同类型游戏虚拟财产的法律保护,在当前阶段可以采用债权和物权分别对物品型游戏虚拟财产和货币型游戏虚拟财产提供保护,采用公法手段对游戏账号提供法律保护。第三章是对网络社交平台上虚拟财产的研究。第一节以国内外主要网络社交平台为分析对象,列举了网络社交平台上存在的主要虚拟财产类型——网络账号、电子照片、视频、电子邮件、虚拟物品、电子货币;第二节对网络社交平台上虚拟财产的法律性质予以分析,基于对网络社交平台上虚拟财产实际功能的考察,认为网络账户的法律性质是个人信息;电子照片、视频、电子邮件的实质是具有人格因素的无形动产;虚拟物品的法律性质是无形动产;电子货币作为法定货币的数字形式,其法律性质是无形动产;第三节介绍了网络社交平台上虚拟财产保护面临的主要问题——权属争议、继承争议和隐私风险;第四节主要介绍了美国《统一受托人访问数字资产法》的主要内容以及立法机关对该立法的主要修改内容,并对我国立法的可能借鉴予以分析;第五节是对社交平台上虚拟财产法律保护的研究,在公法上,通过严格的网络安全保护立法和技术保障措施确保用户信息安全。在私法上,通过严格落实网络运营商的安全保护义务、网络服务义务、侵权赔偿责任,第三人侵权的赔偿责任,充分保户网络用户的虚拟财产中包含的人格利益和财产利益。第四章是对网络店铺的研究。第一节主要结合网络交易平台上个人店铺和企业店铺的不同获取方式,分别分析了两种网店的实质构成因素,并主要分析了个人店铺的核心构成——营业资产;第二节是对网店法律性质的分析,就网店的实质构成来看,其具有虚拟性、实用性、创造性、价值性特征,属于真正意义的网络虚拟财产;第三节是对网店面临的法律问题的分析,由于当前立法并未规定网店是一种虚拟财产,导致电子商务平台经营者不承认网店是一种的独立财产类型并禁止网店转让,因此导致网店转让中滋生了大量的诈骗案件。同时,法院也往往不将网店视为网络虚拟财产,导致网店受让人的利益难以得到保护;第四节是对网店权利归属和可转让性的分析,以网店的价值来源和实际经营为观察视角,认为网店实际经营者对网店享有虚拟财产权。同时,结合当前网店转让的实际效果、民法公平原则、网络服务协议格式条款的效力,认为网店经营者可以对网店予以转让;第五节是对网店转让规则的设计。基于促进电子商务产业有序发展,公平保护各方主体利益的目的,对网店转让人、受让人、网络交易服务平台提供者、消费者之间的权利义务关系予以设计。第五章是对网络虚拟财产判断标准的设计,以此为基础构建网络虚拟财产权的具体内容。第一节是对网络虚拟财产判断标准的总结,通过对民法中财产的实质构成予以分析,最终将虚拟性、创造性、实用性、价值性作为网络虚拟财产的判断标准,并运用该标准对当前普遍认为的网络虚拟财产类型予以鉴别,因此印证前文的研究结论;第二节是对网络虚拟财产立法保护的研究,通过创设网络虚拟财产权确保权利人对其合法财产利益的享有。网络虚拟财产权人对其合法取得的虚拟财产有权行使访问权、使用权、管理权、处分权;第三节是对网络虚拟财产的司法保护,以常见的网络虚拟财产纠纷为对象,为网络虚拟财产提供侵权、合同、继承保护。
刘慧[5](2013)在《基于CT图像处理的冻结岩石细观结构及损伤力学特性研究》文中研究指明低温下冻结岩石的损伤是影响寒区岩石工程、地下低温贮存库以及冻结法施工的矿井建设等工程安全稳定的重要因素。论文以寒区岩石工程和人工冻结岩石工程为背景,针对低温状态下的冻结岩石损伤问题,以岩石的细观结构为切入点,以损伤力学、细观力学、体视学、冰力学作为理论依据,以CT扫描实验为研究基础,采用CT图像处理技术、损伤理论分析和细观数值计算相结合的方法,对低温环境下冻结岩石的细观结构及损伤力学特性进行研究,主要内容和成果如下:(1)进行了陕西红砂岩和灰砂岩两种岩石在常温、-2℃、-5℃、-10℃、-20℃、-30℃的CT扫描实验,获得了不同低温下岩石CT扫描图像。冻结岩石CT图像很好地反映了冻结过程中岩石的细观结构、各相组分分布(水、冰、岩石矿物颗粒)及损伤变化情况。低温作用下岩石内部产生新的孔隙和裂隙,同时伴有裂隙、孔隙贯通现象。岩石内部初始损伤随着温度的降低扩展增大,当温度降低至-20℃后,岩石内部细观结构不再变化。(2)将数字图像处理理论应用于冻结岩石CT图像处理中,实现了CT图像的伪彩色增强;获得了不同冻结温度下岩石的CT数直方图;将最大类间方差法和遗传算法相结合,对冻结岩石CT图像进行双阈值分割,实现了冻结岩石CT图像的三值化分割技术;运用Canny算子对冻结岩石CT图像进行边缘检测,获得了冻结岩石细观结构的二值图像。冻结岩石CT图像的伪彩色增强能够提高CT图像的分辨率,减少视觉上的判断误差,根据伪彩色增强图像颜色的变化、CT数直方图可定量分析冻结过程中岩石细观结构、水冰含量以及损伤分布随温度的变化情况。冻结岩石CT图像的三值化分割技术,将冻结岩石内部的水、冰、岩石三相介质区分开,明确地给出了水、冰、岩石空间位置及含量的数字表述。(3)将体视学原理引入到冻结岩石细观结构特性研究中,结合冻结岩石CT图像,分析了冻结岩石细观结构的构成及其相互关系,给出了冻结岩石细观结构参数计算公式。对冻结过程中岩石内部裂隙、孔隙的长度、周长、面积、宽度、圆形度等细观结构参数及水冰含量进行定量计算。细观结构参数能够显示冻结过程中损伤大小及形态的变化情况。冻结岩石内部水和冰含量定量计算结果表明:岩石内部水、冰含量随温度的变化而改变,两者处于动态平衡状态中。引入未冻水含量作为内变量,从与内变量功共轭的相变潜热出发,利用连续介质热力学理论推导出冻结岩石中未冻水、冰含量与冻结温度关系的理论公式。所给出的公式能描述冻结过程中岩石内部未冻水和冰含量的变化情况,同时可预测给定含水量的冻结岩石的纯冰点。(4)根据冻结岩石的细观结构组构及特性,从岩石细观力学机理出发,用混合律方法将含孔隙的冻结岩石视为各向同性介质,将含裂隙的冻结岩石视为横观各向同性介质,推导出不同冻结温度下的等效弹性模量计算公式。针对冻结作用对岩石力学性能的影响,提出“冻结负损伤”的概念,用冻结损伤、荷载损伤描述冻结和荷载两种不同作用下岩石损伤过程,拓展损伤变量内涵。基于连续介质热力学方法,以岩石的初始损伤状态为基准状态,应用推广后的应变等价原理及损伤力学理论,建立荷载作用下冻结岩石的宏—细观损伤本构模型。对模型进行了验证,理论曲线与实验曲线比较接近,所建立的模型能够描述荷载作用下冻结岩石损伤演化规律。(5)提出了冻结岩石数字图像数值分析方法(DIP-FEM),建立不同低温环境、不同荷载作用下岩石破坏过程的有限元数值计算格式。通过CT图像的三维重建技术,获得冻结岩石真实细观结构数字化模型,对其进行矢量化转化,并导入至有限元软件ANSYS中,进行冻结过程中温度场及冰膨胀力分布规律的数值模拟试验研究,分析含裂隙或孔隙岩石在低温环境下的损伤特性,该方法弥补了低温冻结岩石物理实验的不足,为实现冻结岩石的破坏过程研究从细观尺度向宏观尺度过渡提供新的研究途径。
汤瑞[6](2020)在《冻土水力传导系数及水热盐耦合分离冰冻胀模型研究》文中研究指明分凝冻胀是冻土工程中关注的热点和难点。目前,已有的冻胀理论模型和试验多以不含盐的土体为研究对象,而冻土区实际工程常常遇到盐渍化土体,与不含盐冻土的冻胀机理存在显着差异,含盐冻土中分凝冰的出现和生长机制尚不清楚。因此,开展一维冻结下含盐冻土冻胀机理研究对盐渍化冻土工程建设具有重要意义和科学价值。本文以多年或季节性冻土地区盐渍土工程涉及的一维冻结问题为背景,采用理论分析、数值计算、室内试验相结合的研究手段,对盐渍化冻土物化特性、水盐分布、透镜体演化及变形机理进行了系统的研究。在建立具有明确物理意义的直毛细管下冻土水力传导系数理论模型的基础上,考虑冻结过程孔隙结构的改变进一步修正水力传导系数;建立了盐分作用下单一透镜体的演化模型;以及水热盐耦合分离冰冻-盐胀理论模型;揭示了一维冻结下盐渍化冻土冻盐胀、结晶盐分布、分凝冰生长及层状分布机理;研发了冻结过程盐胀动态测定的新方法。本文获得主要研究成果如下:(1)考虑土颗粒对未冻水膜的吸附作用以及盐分对孔隙水的影响,优化了基于冰水界面水膜热力学理论的等效水压力表达式。同时,引入毛细管理论,获得直毛细管下含盐正冻土水力传导系数模型,并与试验数据及多种经验方法比对,证明了模型的合理性和可靠性。考虑冻结过程中土体的宏观变形是孔隙形态改变的结果,将孔隙半径修正因子引入局部纠正系数和渗流路径的曲折度,进一步完善了考虑变形作用下正冻土水力传导系数模型。最后,给出该模型中参数m的确定方法,并认为对于冻土m的最优值应取3.8。(2)考虑冻结缘内浓度梯度、温度梯度和荷载梯度的作用,研究了含盐冻土中水分迁移的驱动力,揭示了含盐条件下分凝冰的生长机制,结果表明透镜体生长厚度与温度梯度绝对值成正比,而压力梯度和浓度梯度则抑制透镜体的生长,三个梯度本质上影响等效水压力梯度。浓度梯度对透镜生长的影响度要高于另外两种因素。因此,透镜体演化过程中浓度梯度和压力梯度需要重视且必须考虑。(3)推导获得考虑盐分影响的土颗粒表面水膜压力,发展了含盐冻土中分凝冰的分离准则。考虑盐分结晶以及溶质在冰水两相中的分布,结合溶质结晶动力学方程,建立了适用于正冻土的溶质迁移方程。基于此,耦合水和热方程、主动区固结作用、分离准则以及含盐冻土冻结特征曲线,发展了水热盐耦合分离冰冻盐胀模型体系。该方程体系综合考虑了原位冻胀、分凝冻胀、盐胀以及土骨架变形,能够很好地预测冰透镜体以及结晶盐的发育。若不考虑盐分影响,则模型退化为传统的水热耦合分离冰冻胀模型。(4)对于初始含量较小的土体,冻结过程中结晶盐易出现在最暖分凝冰靠近冷端的位置。而对于初始含盐量较大的土体,盐分结晶会发生在冻结的全过程,在最暖分凝冰靠近冷端的位置以及最后冻结缘中盐分结晶量大。结晶盐的出现与分布是冰水界面溶质有效分布系数对浓度影响的结果。高含盐量土体中分凝冰呈现的微层状分布特征则与水膜压力和等效水压力有关。(5)基于土体电阻与孔隙浓度具有强烈依赖性,通过理论推导出含盐正冻土电阻率与未冻水含量、温度以及孔隙溶液浓度之间的数学关系式,进而计算盐胀变形量。该方法为正冻土中盐胀的测量提供了一种新思路,也为研究冻胀、盐胀的演化机理提供理论支撑。该论文有图80幅,表13个,参考文献175篇。
饶登宇[7](2020)在《基于多孔介质孔隙尺度的溶质运移及传热过程的SPH模拟研究》文中进行了进一步梳理多孔介质中溶质运移和热传导及其耦合效应的研究是环境岩土工程中的一个重要课题。传统的研究方法一般基于表征体元尺度,这一研究视角忽略了多孔介质最本质的孔隙结构特征,存在局限性。而基于孔隙尺度的观点,将孔隙的结构组成以及孔隙空间内发生的物理过程与介质的宏观特性联系起来,可更清晰地认识多孔介质溶质运移及热传导的物理本质。本研究基于光滑粒子流体动力学(SPH)发展了一种孔隙尺度的仿真实验方法,致力于揭示多孔介质的孔隙结构特征与其宏观溶质运移及传热特性的联系。多孔介质中的溶质运移和传热过程主要涉及到机械弥散、溶质扩散和热传导过程,控制因素分别为弥散度、迂曲度和有效导热系数。论文聚焦多孔介质内孔隙结构组成变化对上述三个参数的影响,重点研究弥散度、迂曲度和有效导热系数随孔隙结构特征参数的变化规律,并结合孔隙尺度仿真实验得到的相关规律,进一步建立便于工程应用的宏观数学模型。主要研究内容包括:(1)采用SPH方法求解描述孔隙水运动的纳维斯托克斯方程,以及描述溶质扩散和热传导过程的二阶抛物线型扩散方程,实现对孔隙尺度物理现象的模拟。并结合SPH特点,提出重构多孔介质数字模型的三维建模方法,提出考虑介质湿化和冻结状态的模拟方法。围绕弥散度、扩散迂曲度和有效导热系数,设计了恒流速粘性流体渗透仿真实验、土柱溶质非稳态扩散仿真实验和多相介质稳态热传导仿真实验。将计算结果与解析解进行对比,验证仿真实验的准确性。(2)弥散度、迂曲度和有效导热系数均与多孔介质的孔隙结构特征有密切联系。本文充分发挥数值实验优势,对实验条件和介质特征进行精准控制,通过大量的仿真实验结果,揭示弥散度、扩散迂曲度和有效导热系数与其他孔隙特征参数之间的规律。重点探究或检验了弥散度与速度差、迂曲路径差、孔隙率和迂曲度等的相关规律,迂曲度与颗粒形态、维度、孔隙率和比表面积等的相关规律,以及有效导热系数与孔隙率、饱和度和冻结率的相关规律。(3)结合仿真实验得到的参数规律,对相关算法和模型提出改进方法和创新思路。为描述含裂隙多孔介质的对流弥散作用,提出了两流区模型的简化解析式。为建立片层介质的迂曲度与片层倾角和颗粒尺寸的联系,提出了一种基于迂曲路径概率分布的几何迂曲度模型。此外,为描述非饱和多孔介质在湿化和冻结过程中导热系数的变化规律,通过在常温导热系数模型的基础上引入导热系数与冻结率的关系,建立了适用于冻结土的导热系数模型,并应用于冻土的水-热耦合问题。
于天文[8](2016)在《吉林西部盐渍土水热盐力多物理场耦合模型研究》文中进行了进一步梳理吉林西部既属于盐渍土区,同时又是典型的季冻土区,冬季地表土体冻结时间长达5个月,这种特殊的地质环境与气候特征引起了冻胀、融陷、盐胀等工程病害以及土体盐渍化等环境问题。吉林西部盐渍土作为典型的多孔多相介质,土体内部固、液、热、盐、力等多物理场耦合问题是引起上述工程及环境的本质原因。多物理场相互作用的宏观表现即为土体内部的水分运移和盐分运移:水分运移可使土体内部结构改变从而发生冻胀进而引发一系列的工程问题,而盐分运移使得盐分在地表大量积聚进而引发土体次生盐渍化等环境问题。因此吉林西部盐渍土这种多孔多相介质内部水热盐力多物理场之间的相互作用是研究该区各种工程病害以及地质环境系统灾变演化机理的基础。本文通过研究得到如下几点结论:1.通过对吉林西部农安县敖宝图泡东南侧的旱地进行现场考察和采样,并进行了一系列的基本试验,可以得出:从物质组成来看,研究区土样在纵向方向上存在明显的分层现象,30cm以上的浅表层主要为粉质或含砂亚粘土,以下深度主要为粉质轻粘土,取样各深度粘粒含量均大于30%,且随着深度的增加,粘粒含量有逐渐增加的趋势。利用X射线分析法对矿物成分进行测试,土样主要以原生矿物石英、长石为主,占到总矿物含量的84%;次生矿物主要为高岭石、伊利石、伊蒙混层矿物,其中高岭石与伊利石的含量占到总矿物含量的13%,普遍高于伊蒙混层矿物。易溶盐测试结果表明:研究区取样点处各深度易溶盐总量均大于1%,其中地表含量最高为1.69%;各取样深度按含盐量分类均属于强盐渍土,按含盐类型分类属于弱碳酸盐渍土;易溶盐分量之中,阳离子主要为Na+,阴离子主要为SO42-、HCO3-和Cl-,其中Na+的含量非常高,其含量达到了0.38%,这对研究区土体的土水作用、分散性、崩解性都会产生一定影响。2.基于扫描电子显微镜(SEM)和压汞试验对研究区土体进行微观结构与孔隙特征研究,结果表明:该区粘土矿物的结晶程度较差,微观结构类型主要为团聚状结构,粘土矿物多呈面-面、边-边的方式排列;孔隙主要分布的孔径区间为630μm,不同深度大孔隙(440μm)含量占到40%60%。对取样点土样进行了冻结温度测试试验,得到了初始含水率分别为20%、25%和30%的土样的冻结温度,并利用两点法对研究区土样的未冻水含量与负温的关系进行了预测。3.对研究区土样按照不同的密实程度制成85%、90%和95%三种不同的压实度的试验土柱,进行了直接法和冻结法水盐迁移试验,直接法水分迁移试验结果表明:三种不同压实度的土样在天然条件下(土体未冻结)由毛细水上升而引起的水分迁移高度很小,其中压实度为85%的试验管上升高度最高,为3.2cm。通过在一定温度梯度下冻结5天和90天水盐迁移量的对比,可得冻结5天三种不同压实度的土样水盐迁移量都很小;冻结90天后,底部40cm以下位置水盐迁移现象明显,水分迁移量随压实度的增大有减小的趋势,温度梯度对于水盐迁移影响显着。4.吉林西部既属于季冻土区,同时又分布着大面积的盐渍土,盐渍土在外界环境的影响下,内部的水分场、温度场、化学场和应力场之间相互关联、相互作用、相互影响,从而形成一个复杂的水动力耦合系统。在对研究区土样进行基本物理化学性质以及水热盐参数测定的基础上结合水分、热量、盐分的基本运移方程、质量连续性方程、能量守恒方程、平衡微分方程等相关理论建立了吉林西部盐渍土水热盐力(HTSM)耦合数学模型。5.利用COMSOL Multiphyscis数学模块中的PDE方程接口建立物理场对吉林西部盐渍土水热盐力(HTSM)耦合数学模型进行求解,并与室内水盐迁移试验结果进行对比,验证了模型的有效性。同时适当简化边界条件,设计了开放系统条件下饱和正冻土水盐迁移与相应的伴生现象的算例,并对土体内部水盐迁移的机理进行了分析。
刘宇峰[9](2020)在《吉林西部盐渍土未冻水含量影响因素及预测研究》文中指出吉林西部分布着大面积的碳酸盐渍土,由于其所处气候环境、土体物质组成等的影响,又具有典型的分散性土和季节性冻土的特征,因此其工程地质性质比较复杂。在土体的冻结过程中,土体中水分会向冻结方向迁移,一方面会导致土体发生冻胀,从而引起灌溉工程中渠道、边坡失稳等工程问题;另一方面,水分会携带盐分向地表方向聚集,加剧盐渍化程度,从而引发草场、耕地退化等农业生态问题和道路翻浆、土木工程腐蚀等工程问题。上述问题的产生都和未冻水含量有着密切的联系。在土体的冻结过程中,未冻水含量的多少决定着冻结土体中水分迁移量的大小,而水分迁移量的大小又直接影响着冻结土体冻胀量的大小以及盐渍化现象的产生。吉林西部盐渍土未冻水含量是土体冻胀机理和水盐运移机理的核心和基础。因此,需要对吉林西部盐渍土未冻水含量进行必要的研究。本文选择镇赉和农安研究区碳酸盐渍土为研究对象,在国家自然科学基金重点项目:“国家自然基金国际(地区)合作与交流重点项目”(41820104001),“寒旱区土体盐渍化HTSM多场耦合地质环境系统灾变演化机理与工程效应研究”(Grant No.41430642),以及“国家自然科学重大科学仪器专项基金”(Grant No.41627801)的资助下,结合野外调查和课题组前期成果,首先,采用室内试验等方法对所取土样的物质成分、理化性质以及孔隙结构特征进行了研究,经过分析发现,研究区土体主要以粘粒和粉粒为主,粘粒含量小于粉粒含量;土体矿物成分以原生矿物为主,镇赉土体粘土矿物以伊蒙混层矿物和伊利石占比最高,农安粘土矿物以伊利石相对含量最高;水盐含量在不同的季节表现出不同的变化规律;土体为碳酸盐渍土,土体中阳离子以钠离子含量最高;土体p H值略大于7,表现为弱碱性;土体孔隙结构中,以中、大孔隙为主,微、小孔隙所占含量也较大。其次,利用课题组自主研发的“超冷环境岩土冻融综合实验箱”对镇赉研究区和农安研究区的盐渍土样品进行室内冻结温度试验。设计含水率、含盐量以及压实度三个条件作为冻结温度试验的试验条件,土体样品中加入盐的类型为碳酸氢盐。经过测试,得到了研究区土体样品的冻结温度。试验结果表明,盐渍土的冻结温度受到初始含水率与含盐量的影响较大,压实度对冻结温度几乎没有影响。并且,冻结温度的变化与含水率的变化正相关,含水率越高,土体的冻结温度越高,反之亦然;含盐量越大,土体的冻结温度越低,土体越难冻结,含盐量则对土体的冻结具有抑制作用。再其次,基于不同初始含水率、不同含盐量以及不同温度,研究了镇赉研究区和农安研究区盐渍土未冻水含量。先行设计了适宜的试验土体的含水率和含盐量,结合核磁共振试验,对土体进行了测试,得到了研究区土体在不同温度点的未冻水含量,并与测温法计算的未冻水含量进行对比:测温法适合研究土体初始冻结后未冻水含量的变化,核磁共振试验则能够得到完整的未冻水含量随温度变化的曲线。再次,对影响未冻水含量的因素进行了讨论与分析。温度、初始含水率、含盐量以及冻融循环作用均会对土体未冻水含量的变化产生一定的影响。未冻水含量对温度的变化非常敏感,温度越高,土体的未冻水含量越高,反之亦然;含水率越大,相同温度下的土体未冻水含量越大;盐的存在会抑制土体的冻结,导致含盐量越大,土体的未冻水含量越高,未冻水含量的变化趋于稳定时的温度越低;在冻融过程中,土体的未冻水含量变化存在明显的滞后现象,与冻结过程相比,融化过程的未冻水含量相对较低。另外,对于任何条件下的盐渍土土体,即使温度降低到-20℃,土体中依然存在着未冻水,并且未冻水含量变化幅度基本上趋于稳定。最后,基于BPNN理论、ANFIS理论和SVM理,建立镇赉研究区和农安研究区盐渍土未冻水含量预测模型。将核磁共振试验结果作为数据样本,80%的数据参与模型的训练,20%的数据参与模型的测试,选择土体初始含水率、含盐量以及温度作为模型的输入变量,未冻水含量作为模型的输出变量,结合BPNN理论、ANFIS理论和SVM理论建立研究区土体未冻水含量预测模型。应用统计学参数对模型的预测能力进行评价,同时采用5折交叉验证评价三个模型的可用性。通过对比发现,ANFIS模型和BPNN模型适合预测吉林西部镇赉研究区和农安研究区盐渍土未冻水含量。通过上述研究,将有助于丰富吉林西部地区盐渍化的理论,并为该地区恢复生态环境、农业耕地及工程建设的顺利开展提供理论依据。
商厚胜[10](2015)在《浅覆土人工冻结的冻胀融沉规律研究》文中研究指明本文以广州市轨道交通6号线坦尾站~如意坊站区间对接段暗挖隧道工程为依托,采用数值模拟、物理模拟试验和现场实测等方法,对浅覆土人工冻结暗挖隧道冻结温度场、应力场和位移场发展规律进行了系统深入的研究,获得了有价值的结论。论文采用ANSYS软件进行数值模拟以及基于相似理论的物理模拟试验,研究揭示了浅覆土条件下人工冻土冻结温度场、强制解冻温度场的发展变化规律以及地层冻胀融沉变形规律,合理确定了跟踪注浆控制地层融沉的技术参数。通过对广州地铁6号线坦尾站~如意坊站区间暗挖段隧道冻结加固工程信息化施工过程的监测分析,验证了结论的可靠性。
二、试论冻结过程的物理本质及研究方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、试论冻结过程的物理本质及研究方法(论文提纲范文)
(2)冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 拟解决科学问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
2 不同粒径土体冻胀敏感性 |
2.1 粘土矿物电镜扫描及微观结构分析 |
2.2 粘土矿物分子结构分析 |
2.3 土体冻结特性与颗粒几何特性关系 |
2.4 冰透镜体生长机制与粒径的关系 |
2.5 土体冻胀敏感性的数值分析 |
2.6 本章小结 |
3 力学约束影响下土体水热力耦合行为研究 |
3.1 冻土冻胀试验系统的构成及功能 |
3.2 冻结土体水热力耦合行为的分析 |
3.3 冻胀力差异机理分析 |
3.4 冻胀力的跌落行为分析 |
3.5 本章总结 |
4 基于水活性的冰透镜体生长演化模型 |
4.1 单透镜体生长的分凝势模型 |
4.2 晶体相变及相界面水膜热力学理论 |
4.3 土体冻结特性曲线的确定 |
4.4 水活性诱导冰透镜体生长演化过程 |
4.5 冰透镜体生长的数值模拟结果与讨论 |
4.6 本章总结 |
5 基于分离冰理论的水热力耦合冻胀模型 |
5.1 冻土体的有效应力 |
5.2 水热力三场耦合的分离冰冻胀模型 |
5.3 冻胀及冰透镜体形态的数值模拟 |
5.4 基于分离冰冻胀理论的冻胀力模拟 |
5.5 力学约束结构对冻胀影响分析 |
5.6 本章总结 |
6 自动控制冻深的冰透镜体生长抑制方法 |
6.1 透镜体生长的决定因素及特征 |
6.2 冻结缘依赖的冰透镜体生长机制 |
6.3 自动控制冻深的冻胀试验( |
6.4 透镜体生长及冻胀抑制效果的试验分析 |
6.5 本章总结 |
7 主要结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录A |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(4)网络虚拟财产法律问题研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
引言 |
第一章 网络虚拟财产基本问题 |
第一节 对网络虚拟财产现象的法制回应 |
一、网络虚拟财产的概念与特征 |
二、我国学界对网络虚拟财产现象的回应 |
三、我国立法对网络虚拟财产现象的回应 |
四、我国司法对网络虚拟财产现象的回应 |
五、域外对网络虚拟财产现象的法制应对 |
第二节 网络虚拟财产法制回应中存在的基本问题 |
一、网络虚拟财产的识别标准不清 |
二、网络虚拟财产的范畴过大 |
本章小结 |
第二章 网络游戏中的虚拟财产 |
第一节 网络游戏中的虚拟财产:技术构成与类型区分 |
一、网络游戏的技术构成与运行机理 |
二、网络游戏中的虚拟财产类型 |
第二节 当前学界对网络游戏中虚拟财产的研究状况 |
一、民法学者对网络游戏虚拟财产法律问题的研究 |
二、刑法学者对网络游戏虚拟财产法律问题的研究 |
第三节 对网络游戏中虚拟财产法律性质的现实考察 |
一、网络游戏服务合同对虚拟财产的规定 |
二、对网络游戏虚拟财产典型案例的考察 |
第四节 网络游戏中虚拟财产的法律性质 |
一、货币型游戏虚拟财产 |
二、物品型游戏虚拟财产 |
三、游戏账号 |
第五节 网络游戏中虚拟财产的法律保护 |
一、对货币型游戏虚拟财产的法律保护 |
二、对物品型游戏虚拟财产的法律保护 |
三、对游戏账号的法律保护 |
四、游戏虚拟财产侵权的责任承担方式 |
本章小结 |
第三章 网络社交平台上的虚拟财产 |
第一节 网络社交平台上虚拟财产的类型 |
一、网络账号 |
二、电子照片、视频、电子邮件 |
三、虚拟物品 |
四、电子货币 |
第二节 网络社交平台上虚拟财产的法律性质 |
一、网络账号的法律性质 |
二、电子照片、视频、电子邮件的法律性质 |
三、虚拟物品的法律性质 |
四、电子货币的法律性质 |
第三节 网络社交平台上虚拟财产保护面临的问题 |
一、权属争议 |
二、继承争议 |
三、隐私风险 |
第四节 美国对网络社交平台上虚拟财产的立法保护及启示 |
一、《统一受托人访问数字资产法》对数字资产的保护 |
二、《统一受托人访问数字资产法》引发的争议及其修正 |
第五节 我国网络社交平台上虚拟财产的法律保护 |
一、公法保护 |
二、私法保护 |
本章小结 |
第四章 网络交易平台上的虚拟财产—网店 |
第一节 网店的实质构成 |
一、网店的类型与获取方式 |
二、网店的实质构成 |
第二节 网店的法律性质 |
一、当前立法和网络服务协议对网店的规定 |
二、网店作为网络虚拟财产的理论依据 |
第三节 网络店铺面临的法律问题 |
一、网店在司法实践中面临的主要问题 |
二、法院对网店转让法律纠纷的通常裁判思路 |
三、法院当前的裁判思路可能存在的问题 |
第四节 网店的权利归属与可转让性分析 |
一、网店的权利归属 |
二、网店的可转让性分析 |
第五节 网店转让的法律规范设计 |
一、网店转让中网络交易平台提供者的权利义务 |
二、网店转让中的债权债务继受问题 |
三、网店转让中转让人与受让人的权利义务 |
四、网店转让中的消费者权益保护问题 |
本章小结 |
第五章 网络虚拟财产范畴的限缩与相应法律保护体系的完善 |
第一节 网络虚拟财产识别标准的澄清 |
第二节 网络虚拟财产范畴的限缩 |
第三节 网络虚拟财产法律保护体系的完善 |
一、网络虚拟财产立法保护模式的选择 |
二、网络虚拟财产的司法保护 |
本章小结 |
参考文献 |
致谢 |
读博期间的成果 |
(5)基于CT图像处理的冻结岩石细观结构及损伤力学特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 低温环境下岩石的物理力学性质研究进展 |
1.2.2 低温环境下岩石的损伤特性 内外研究 状 |
1.2.3 岩石 CT 扫描技 研究 状 |
1.2.4 数字图像技 在岩土工程中的应用 状 |
1.3 主要研究内容和技术路线 |
1.3.1 研究目的及研究内容 |
1.3.2 研究方案及技术路线 |
2 冻结岩石细观结构的 CT 扫描实验 |
2.1 CT 扫描原理及冻结岩石 CT 图像 |
2.1.1 CT 扫描原理 |
2.1.2 CT 图像的形成 |
2.2 低温饱和冻结岩石 CT 扫描实验 |
2.2.1 实验条件及扫描过程 |
2.2.2 CT 扫描实验结果及分析 |
2.2.3 冻结岩石 CT 图像的特征分 |
2.3 本章小结 |
3 冻结岩石 CT 图像处理技术 |
3.1 冻结岩石 CT 图像的伪彩色增强技术 |
3.1.1 CT 图像的伪彩色增强理论基础和原理 |
3.1.2 冻结岩石 CT 图像的伪彩色增强方法 |
3.1.3 冻结岩石 CT 图像伪彩色增强的实 |
3.2 冻结岩石的 CT 数直方图技术 |
3.2.1 CT 数直方图技术的原理 |
3.2.2 基于 CT 数直方图技的岩石冻结过程水冰含量及细观结构分析 |
3.3 冻结岩石 CT 图像的三值化分割技术 |
3.3.1 三值化分割技的原理与方法 |
3.3.2 冻结岩石 CT 图像三值化分割技的实现 |
3.4 冻结岩石 CT 图像的边缘检测技术 |
3.4.1 边缘检测的数学基础 |
3.4.2 冻结岩石 CT 图像的边缘检测方法 |
3.4.3 基于 Canny 算子的冻结岩石 CT 图像边缘检测结 |
3.5 本章小结 |
4 冻结过程中岩石细观结构参数及水冰含量分析 |
4.1 体视学原理 |
4.1.1 体学概况 |
4.1.2 体学基本构成关系 |
4.1.3 冻结岩石细观结构参数计算公式 |
4.2 基于体视学原理的冻结过程岩石细观结构参数定量计算 |
4.2.1 冻结岩石细观结构参数随温度变化情况描 |
4.2.2 冻结岩石细观结构参数统计及分 |
4.3 冻结过程岩石内水冰含量理论表达及验证 |
4.3.1 未冻水含量与温度关系的热力学理论 |
4.3.2 水冰含量与温度关系的理论公式 |
4.3.3 基于 CT 扫描实验结的水冰含量理论分析验证 |
4.3.4 冻结岩石内冰膨胀力与温度关系理论表达式 |
4.4 本章小结 |
5 荷载作用下冻结岩石宏—细观损伤力学特性研究 |
5.1 理论基础 |
5.1.1 岩石损伤及细观损伤 |
5.1.2 岩石细观力学 |
5.2 荷载作用下冻结岩石宏—细观损伤本构模型建立 |
5.2.1 基于细观力学的冻结岩石等效弹性模量 |
5.2.2 冻结负损伤变量的提出 |
5.2.3 单轴压缩荷载作用下冻结岩石损伤本构关系 |
5.2.4 荷载作用下冻结岩石宏—细观损伤本构模的建立 |
5.3 模型验证 |
5.3.1 荷载作用下冻结岩石损伤变量特性分 |
5.3.2 荷载作用下冻结岩石损伤本构模型验证 |
5.4 本章小结 |
6 基于数字图像数值分析方法(DIP-FEM)的冻结岩石损伤特性 |
6.1 冻结岩石 CT 图像的三维重建 |
6.1.1 冻结岩石 CT 图像的三维重建方法与步骤 |
6.1.2 冻结岩石 CT 图像三维重建的实 |
6.2 冻结岩石数字图像数值分方法(DIP-FEM)的实现过程 |
6.3 基于 DIP-FEM 方法的冻结岩石损伤特性分 |
6.3.1 冻结过程温度场分规律的数值验及损伤特性分 |
6.3.2 冻结岩石冰膨胀力及受荷峰值强度随温度演化规律数值分 |
6.4 本章小结 |
7 结论及展望 |
7.1 结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(6)冻土水力传导系数及水热盐耦合分离冰冻胀模型研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 问题的提出 |
1.2 研究目的和意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 研究内容及方法 |
2 冻土水力传导系数理论模型研究 |
2.1 溶质作用下固-液界面水膜理论 |
2.2 直毛细管下含盐/无盐正冻土水力传导系数模型 |
2.3 土体变形下冻土水力传导系数模型 |
2.4 算例分析 |
2.5 本章小结 |
3 盐分影响下单一透镜体的演化机制 |
3.1 盐分条件下等效水压力的简化 |
3.2 含盐正冻土中透镜体生长模型 |
3.3 含盐土冻结特征曲线的确定 |
3.4 单一透镜体生长计算分析 |
3.5 本章小结 |
4 含盐饱和正冻土分离冰冻-盐胀理论及数值计算 |
4.1 含盐正冻土分凝冰分离准则 |
4.2 含盐饱和正冻土水热盐迁移方程 |
4.3 冻胀模型数值化处理过程 |
4.4 盐分结晶下水热盐数值分析 |
4.5 本章小结 |
5 基于电阻率模型下盐胀测定方法初探 |
5.1 数学模型构建 |
5.2 试验装置与方法 |
5.3 试验结果与分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与建议 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录1 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(7)基于多孔介质孔隙尺度的溶质运移及传热过程的SPH模拟研究(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究尺度与研究方法 |
1.2.1 孔隙尺度 |
1.2.2 光滑粒子流体动力学(SPH)方法 |
1.3 多孔介质中溶质运移规律研究 |
1.3.1 多孔介质溶质迁移过程分析 |
1.3.2 迂曲度的研究现状 |
1.3.3 弥散度的研究现状 |
1.4 多孔介质传热特性规律研究 |
1.4.1 多孔介质传热过程分析 |
1.4.2 有效导热系数的研究现状 |
1.5 研究内容和创新点 |
1.5.1 主要内容 |
1.5.2 研究路线 |
1.5.3 创新点 |
2 扩散方程与流体运动方程的SPH格式 |
2.1 SPH方法 |
2.1.1 SPH基本思想 |
2.1.2 SPH基本方程 |
2.2 SPH扩散方程 |
2.2.1 非稳态扩散方程 |
2.2.2 扩散方程的SPH格式 |
2.2.3 时间积分 |
2.2.4 SPH-FDM耦合方法 |
2.2.5 数值精度检验 |
2.3 SPH流体运动方程 |
2.3.1 N-S方程的SPH离散 |
2.3.2 边界处理方法 |
2.3.3 时间积分 |
2.3.4 数值精度检验 |
2.4 SPH串行程序流程 |
3 孔隙尺度下多孔介质中对流弥散规律研究 |
3.1 恒流速粘性流体穿透多孔介质仿真实验 |
3.1.1 模型处理及计算过程 |
3.1.2 对流-弥散方程检验 |
3.1.3 多孔介质流场分析 |
3.1.4 弥散度与水力迂曲度 |
3.2 多孔介质弥散度的影响因素 |
3.2.1 速度差的影响 |
3.2.2 几个结构特征参数与弥散度的关系 |
3.3 含裂隙多孔介质的对流弥散规律 |
3.3.1 裂隙多孔介质流场的仿真模拟 |
3.3.2 简化的两流区模型 |
3.3.3 模型效果 |
3.4 本章小结 |
4 孔隙尺度下多孔介质中溶质扩散规律研究 |
4.1 非稳态土柱溶质扩散仿真实验 |
4.1.1 仿真实验思路 |
4.1.2 扩散迂曲度计算 |
4.1.3 仿真实验方案比选 |
4.1.4 计算结果对比验证 |
4.2 三维多孔介质模型的生成方法 |
4.2.1 堆积密实颗粒土的颗粒流(PFC)生成方法 |
4.2.2 片层状结构多孔介质的蒙特卡洛随机法生成方法 |
4.2.3 基于实体介质断层扫描图像的SPH数值实验思路 |
4.3 多孔介质扩散迂曲度的影响因素研究 |
4.3.1 颗粒形态 |
4.3.2 片层倾角和侧边界条件 |
4.3.3 迂曲度与维度 |
4.3.4 迂曲度与孔隙率 |
4.3.5 迂曲度与比表面积 |
4.4 基于迂曲路径概率分布的迂曲度模型 |
4.4.1 迂曲路径概率分布模型设计思路 |
4.4.2 理想二维片层介质的迂曲度理论模型 |
4.4.3 理想二维片层介质扩散迂曲度检验 |
4.5 本章小结 |
5 非饱和多孔介质的热传导特性规律研究 |
5.1 自然对流现象对多孔介质热质输运的影响 |
5.2 多相介质稳态热传导仿真实验 |
5.2.1 仿真实验设计 |
5.2.2 检验算例 |
5.2.3 非饱和土的孔隙湿化过程模拟 |
5.2.4 非饱和土孔隙水冻结过程模拟 |
5.3 三维多孔介质有效热传导系数的影响因素研究 |
5.3.1 孔隙率、饱和度的影响规律检验 |
5.3.2 考虑冻结的非饱和土导热系数模型 |
5.4 非饱和介质冻结相变的水热耦合运移计算 |
5.4.1 REV尺度冻结相变模拟思路 |
5.4.2 考虑相变的水-热迁移耦合方程 |
5.4.3 一维单向冻结的水热耦合 |
5.4.4 冻土地区路基阴阳边坡的水热耦合模拟 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
附录 A:符号对照表 |
附录 B:源程序代码 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(8)吉林西部盐渍土水热盐力多物理场耦合模型研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.1.1 盐渍土概况 |
1.1.2 季冻土概况 |
1.1.3 选题依据和研究意义 |
1.2 盐渍土研究进展 |
1.3 多场耦合下水盐迁移研究进展 |
1.3.1 水盐迁移的试验研究 |
1.3.2 水盐迁移的理论模型 |
1.4 研究内容及技术路线 |
第2章 吉林西部农安地区盐渍土基本性质 |
2.1 研究区自然地理概况 |
2.2 野外取样调查 |
2.3 研究区土样的物质组成 |
2.3.1 粒度成分 |
2.3.2 矿物成分 |
2.4 基本物理化学性质 |
2.4.1 物理性质 |
2.4.2 易溶盐成分和含量 |
2.4.3 有机质 |
2.4.4 PH值 |
2.4.5 阳离子交换容量 |
2.5 土样结构特征 |
2.5.1 基于SEM的微观结构分析 |
2.5.2 基于压汞试验孔隙分布特征分析 |
2.6 未冻水含量 |
2.6.1 未冻水的定义 |
2.6.2 未冻含水量的影响因素 |
2.6.3 土中水的冻结过程 |
2.6.4 未冻水的测定方法 |
2.7 小结 |
第3章 吉林西部盐渍土水盐迁移试验研究 |
3.1 温度势对水盐迁移的影响 |
3.2 试验用土的选定及性质 |
3.2.1 试验土样的基本物理化学性质 |
3.2.2 土样击实试验 |
3.3 水盐迁移试验研究 |
3.3.1 直接法水分迁移试验 |
3.3.2 冻结法水分迁移试验 |
3.4 水盐迁移试验结果 |
3.4.1 直接法水分迁移试验结果 |
3.4.2 冻结法法水盐迁移试验结果 |
3.5 小结 |
第4章 吉林西部盐渍土水热盐力(HTSM)耦合数学模型的建立 |
4.1 数学模型的基本假定 |
4.2 盐渍土中多物理场相互作用的过程 |
4.3 水热盐力耦合模型的建立 |
4.3.1 冻土的组分及基本参数表达 |
4.3.2 水分运移方程 |
4.3.3 热量传输方程 |
4.3.4 溶质运移方程 |
4.3.5 力的平衡方程 |
4.3.6 土冻结过程的伴生现象 |
4.4 水热盐力耦合方程 |
4.5 小结 |
第5章 模型的求解与验证 |
5.1 求解偏微分方程的一般方法 |
5.2 COMSOL Multiphyscis的求解原理 |
5.2.1 PDE接口介绍 |
5.2.2 求解的弱形式 |
5.3 模型的求解 |
5.3.1 前处理 |
5.3.2 参数与变量的确定 |
5.3.3 物理场设定 |
5.3.4 求解结果对比 |
5.4 算例分析 |
5.4.1 算例设定 |
5.4.2 结果分析 |
5.5 小结 |
第6章 结论 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(9)吉林西部盐渍土未冻水含量影响因素及预测研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 盐渍土研究进展 |
1.2.1 盐渍土概况 |
1.2.2 盐渍土研究现状 |
1.3 未冻水研究进展 |
1.3.1 未冻水含量测试及影响因素研究进展 |
1.3.2 未冻水含量预测研究进展 |
1.4 本文主要研究内容、技术路线及创新点 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.4.3 主要创新点 |
第2章 土体物质组成、物理化学性质及孔隙特征分析 |
2.1 研究区概况 |
2.2 野外调查及取样 |
2.3 土体物质组成 |
2.3.1 粒度组成 |
2.3.2 矿物组成 |
2.4 土体物理化学性质 |
2.4.1 含水率 |
2.4.2 易溶盐含量 |
2.4.3 pH值及阳离子交换容量 |
2.5 土体孔隙特征 |
2.6 本章小结 |
第3章 研究区土体冻结温度测试 |
3.1 土体冻结本质 |
3.2 土体冻结温度试验 |
3.2.1 样品基本参数确定 |
3.2.2 样品制备 |
3.2.3 试验设备及步骤 |
3.3 试验结果 |
3.4 影响冻结温度的主要因素与机理分析 |
3.4.1 含水率对冻结温度的影响 |
3.4.2 含盐量对冻结温度的影响 |
3.4.3 压实度对冻结温度的影响 |
3.4.4 土的物质组成对冻结温度的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 研究区土体未冻水含量测试 |
4.1 研究区土体中未冻水含量确定方法 |
4.1.1 测温法 |
4.1.2 核磁共振法 |
4.2 试验样品制备 |
4.3 研究区土体未冻水含量 |
4.3.1 测温法未冻水含量 |
4.3.2 核磁共振法未冻水含量 |
4.4 试验结果分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 影响未冻水含量的主要因素 |
5.1 盐渍土中的水 |
5.2 盐渍土的吸力与含水率关系 |
5.3 温度对未冻水含量的影响 |
5.4 含水率对未冻水含量的影响 |
5.5 含盐量对未冻水含量影响 |
5.6 冻融循环过程对未冻水含量影响 |
5.7 本章小结 |
第6章 研究区土体未冻水含量预测 |
6.1 模型数据预处理 |
6.2 基于BP神经网络的未冻水含量预测模型 |
6.2.1 BP神经网络 |
6.2.2 确定模型的网络结构 |
6.2.3 确定模型的隐含层节点数 |
6.2.4 BP神经网络预测模型的实现 |
6.3 基于自适应模糊神经推理系统的未冻水含量预测模型 |
6.3.1 模糊推理系统 |
6.3.2 自适应模糊神经推理系统 |
6.3.3 ANFIS预测模型的建立 |
6.3.4 ANFIS预测模型的实现 |
6.4 基于支持向量机的未冻水含量预测模型 |
6.4.1 支持向量机 |
6.4.2 SVM预测模型的建立 |
6.4.3 SVM预测模型的实现 |
6.5 预测模型比较与优选 |
6.6 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(10)浅覆土人工冻结的冻胀融沉规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
详细摘要 |
Detailed Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 问题的提出 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 温度场理论研究 |
1.2.2 模拟试验研究 |
1.2.3 数值模拟研究 |
1.2.4 现场实测研究 |
1.3 研究的目的及意义 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 浅覆土人工冻结冻胀融沉规律的数值模拟研究 |
2.1 概述 |
2.1.1 地层冻融的物理本质 |
2.1.2 地层冻融的过程 |
2.1.3 影响冻融温度场的主要因素 |
2.1.4 冻土热物理性质 |
2.2 浅覆土条件下的温度场理论 |
2.3 强制解冻温度场理论 |
2.4 温度场的数值模拟 |
2.4.1 模型基本假定和简化 |
2.4.2 有限元模型 |
2.4.3 模型的边界条件 |
2.4.4 荷载与计算参数 |
2.4.5 数值计算方案 |
2.4.6 计算结果分析 |
2.5 冻结过程中冻胀的数值模拟 |
2.5.1 基本假设 |
2.5.2 冻胀模型的边界条件、荷载与计算参数 |
2.5.3 数值计算方案 |
2.5.4 计算结果分析 |
2.5.5 结构板约束下的数值模拟 |
2.6 强制解冻过程数值模拟 |
2.6.1 有限元模型 |
2.6.2 数值计算方案 |
2.6.3 数值计算结果分析 |
2.7 单根注浆管注浆影响范围数值计算 |
2.7.1 典型参数数值计算 |
2.7.2 单因素分析数值计算 |
2.7.3 正交试验 |
2.8 本章小结 |
第三章 浅覆土人工冻结冻胀融沉规律的物理模拟试验研究 |
3.1 物理模拟试验设计 |
3.1.1 相似准则推导 |
3.1.2 模化设计 |
3.1.3 模拟试验系统 |
3.1.4 试验准备 |
3.1.5 试验过程 |
3.2 试验结果分析 |
3.2.1 冻结温度场分析 |
3.2.2 强制解冻温度场分析 |
3.2.3 冻胀以及融沉注浆加固位移场分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 浅覆土人工冻结冻胀融沉规律的工程现场实测研究 |
4.1 研究的目的 |
4.2 工程概况及地质条件 |
4.2.1 工程概况 |
4.2.2 工程地质及水文条件 |
4.2.3 周边环境 |
4.3 温度场现场监测研究 |
4.3.1 冻结方案 |
4.3.2 冻结监测方案 |
4.3.3 冻结工程现场实测与分析 |
4.4 应力场与地表变形现场监测研究 |
4.4.1 传感器布置 |
4.4.2 地表沉降测点布置 |
4.4.3 监测方案与实施 |
4.4.4 冻胀压力监测结果分析 |
4.4.5 冻胀控制措施 |
4.5 温度场及地表变形的综合分析 |
4.5.1 温度场的对比分析 |
4.5.2 地表变形的对比分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 主要创新点 |
5.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及发表论文 |
四、试论冻结过程的物理本质及研究方法(论文参考文献)
- [1]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展, 2013(05)
- [2]冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究[D]. 季雨坤. 中国矿业大学, 2019
- [3]冻融环境下岩体损伤力学特性多尺度研究及进展[J]. 杨更社,申艳军,贾海梁,魏尧,张慧梅,刘慧. 岩石力学与工程学报, 2018(03)
- [4]网络虚拟财产法律问题研究[D]. 赵自轩. 西南政法大学, 2018(02)
- [5]基于CT图像处理的冻结岩石细观结构及损伤力学特性研究[D]. 刘慧. 西安科技大学, 2013(03)
- [6]冻土水力传导系数及水热盐耦合分离冰冻胀模型研究[D]. 汤瑞. 中国矿业大学, 2020
- [7]基于多孔介质孔隙尺度的溶质运移及传热过程的SPH模拟研究[D]. 饶登宇. 北京交通大学, 2020
- [8]吉林西部盐渍土水热盐力多物理场耦合模型研究[D]. 于天文. 吉林大学, 2016(09)
- [9]吉林西部盐渍土未冻水含量影响因素及预测研究[D]. 刘宇峰. 吉林大学, 2020
- [10]浅覆土人工冻结的冻胀融沉规律研究[D]. 商厚胜. 中国矿业大学(北京), 2015(05)