地下热流计及其在冻土研究中的应用

地下热流计及其在冻土研究中的应用

一、地中热流计及其在冻土研究中的应用(论文文献综述)

朱国才,张复元[1](1980)在《地中热流计及其在冻土研究中的应用》文中研究指明地中热流计是直接测量流入以及流出土壤热流大小的仪器。早在五十年代美国就已开始研制,六十年代就有成品出售。苏联、日本在六十年代也先后进行了研制,并在冻土科研工作中得以广泛应用。我国直到七十年代才开始搞这方面的工作。1973年我们经过半年多的努力,制作出第一批地中热流计,填补了空白。这批地中热流计经过室内反复实验检定。并于1974年6—9月带到青海热水煤矿冻土实验站进行了野外实际观测。实验证明,这种地中热流计灵敏度高,

王伟[2](2010)在《冻土传热性质试验研究》文中指出中国是世界第三大冻土国,拥有极其丰富的冻土资源。随着经济建设的飞速发展,如何合理的利用冻土资源日益成为寒区工程建设中的首要问题。冻土问题的重点在于对其热力场的研究,而冻土的温度状况直接影响了热力场中的热质交换。在进行热传递过程中,冻土的热力学参数对其热、质传递的影响十分显著,因此对冻土传热性质的研究必须要了解冻土土质的热力学参数。导热系数是冻土热力学参数中一项十分重要的基本指标,它是影响冻土温度场变化速率的重要因素。本次试验在吉林大学冻土物理实验室于2007年和2008年对冻土导温和导热性质进行成功测试的基础上开展。对瞬态热线法导热系数测量装置进行了研制,并对典型扰动土样进行了瞬态热线法导热系数室内试验。同时,又另外进行了三种土料融、冻土稳态热流计法导热系数测量。对所得数据进行统计分析,分析影响因素及变化规律。最后将试验数据与规范参考值、正规状态法和稳态热流计法的试验成果进行对比,比较它们之间的差异,为今后实际工程中的应用提供参考依据。

张翻[3](2020)在《冻土热参数非线性变化和水分迁移对温度场的影响研究》文中研究表明在冻结过程中,冻土导热系数、比热容、潜热等热参数是非线性变化的。通过分析冻土热参数在不同温度条件下的发展规律,利用归一化方法得到能够描述冻土热参数变化规律和冻土冻结程度的函数,并利用该函数得到了冻土热参数的计算公式。在冻结过程中,土体内部将发生水分迁移,其结果是,冻土内部的水分和热参数发生重新分布,并且最终影响冻土温度场的发展。在分别考虑冻土热参数非线性变化和水分迁移影响情况下,利用数值模拟软件ABAQUS进行了温度场模拟,并对模拟结果进行了研究,并提出了一种更符合实际情况的冻土温度场修正计算方法。为此,本文做了如下工作:(1)假设土颗粒彼此间正交排列,而且土颗粒的接触面为球缺接触,由此建立了等效球缺接触的土骨架模型。负温环境下,远离土颗粒表面的自由水最先冻结成冰核,并随着温度的逐渐降低,冰核最终发展成为贯通的冰骨架。基于土—水—冰三相体间热传递不同的界面效应,提出了一个热传递复合物理模型。根据复合传热模型和土骨架模型建立了冻土导热系数的复合计算模型。(2)基于测试的不同温度条件下的冻土热参数,通过分析热参数在不同温度条件下的变化情况,得到单位温度梯度下冻土热参数的变化率情况。利用归一化方法对冻土热参数的变化率进行处理,并拟合得到热参数变化的数学表达式。并且通过函数表达式可反向计算得到不同温度条件下热参数。(3)冻土中水分迁移的驱动力由常温土体的基质吸力和冰水间作用力共同组成。通过非饱和土体的土水特征曲线和广义Clapeyron方程可以求解冻土中水分迁移的驱动力,利用静力学分析冻土未冻水在冻结锋面迁移的边界条件和平衡条件,建立计算水分迁移量的数学计算式。分析并计算水分迁移对冻土导热系数、比热容和潜热参数的影响。(4)基于热参数的非线性变化和水分迁移对冻土热参数的影响,分别设计单管冻结模拟试验和竖井开挖模拟试验,并利用数值模拟软件ABAQUS对其进行模拟,根据模拟结果分析热参数非线性变化和水分迁移对冻结温度场的影响。在此基础上,基于水分迁移对冻结温度场的影响,对温度场计算式进行修正。

金会军,赵林,王绍令,晋锐[4](2006)在《青藏公路沿线冻土的地温特征及退化方式》文中进行了进一步梳理青藏高原多年冻土(以下简称冻土)具有地域分布广、厚度薄及稳定性差等特征.过去几十年的气候变暖背景下,冻土广泛退化,地温升高,夏季最大融化深度加深,冬季冻结深度减小.冻土已经产生下引式、上引式和侧引式退化.冻土层厚度减薄,或者在某些地区彻底消失.冻土退化模式研究在冻土学、寒区工程和寒区环境管理方面具有重要意义.由南至北穿越560km冻土区的青藏公路沿线(简称青藏线)冻土在青藏高原腹地具有很好的代表性.在水平方向上,冻土退化在多年冻土下界附近的零星冻土分布区、融区边缘和岛状冻土区表现得更为明显.当最大季节融化深度超过最大季节冻结深度时,冻土开始下引式退化;通常形成融化夹层,造成多年冻土和季节冻结层不衔接.当多年冻土层中地温梯度减小到小于下伏或周边融土层时,则产生上引式或侧引式退化.下引式退化进程可分为4个阶段:(1)初始退化阶段,(2)加速退化阶段,(3)融化夹层阶段,(4)最终多年冻土彻底融化为季节冻土阶段.当多年冻土中地温梯度降至下伏融土层地温梯度以下时,则产生上引式退化.3种类型冻土温度曲线(稳定型、退化型和相变过渡型)展现了这些退化模式.虽然存在不同地段和类型的地温特征,三种退化模式的各种组合最终将使多年冻土消融,转变成季节冻土.过去25年来,青藏线冻土年平均下引式退化速率变化在6~25cm,年平均上引式退化速率在12~30cm,零星多年冻土区年平均侧引式退化速率为62~94cm.这些观测结果超过所报道的过去20年来阿拉斯加亚北极不连续冻土区4cm的年平均退化速率,蒙古国不连续冻土区的4~7cm的年平均退化速率,以及雅库悌共和国亚北极和阿拉斯加北极稳定性冻土区退化速率.

二、地中热流计及其在冻土研究中的应用(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、地中热流计及其在冻土研究中的应用(论文提纲范文)

(2)冻土传热性质试验研究(论文提纲范文)

内容提要
第一章 概述
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外发展动态
    1.3 导热系数及导温系数测试方法简介
    1.4 本次试验的研究内容
第二章 瞬态热线法导热系数试验
    2.1 非稳态法导热系数试验方法及分类
        2.1.1 球形探针法
        2.1.2 瞬态热线法
    2.2 瞬态热线法导热系数试验仪器设备
        2.2.1 试验电路
        2.2.2 测量探头
        2.2.3 试验环境控制
    2.3 瞬态热线法的测试过程
        2.3.1 试验前的准备工作
        2.3.2 试验步骤
    2.4 试验成果分析
        2.4.1 2~#土料融土导热系数试验成果分析
        2.4.2 2~#土料冻土导热系数试验成果分析
        2.4.3 2~#土料融土与冻土导热系数比较
第三章 稳态热流计法导热系数试验
    3.1 稳态法导热系数试验方法及分类
        3.1.1 平板法
        3.1.2 比较法
        3.1.3 热流计法
    3.2 热流计法导热系数试验
        3.2.1 试验土料
        3.2.2 试验步骤
    3.3 热流计法试验成果
        3.3.1 融土导热系数试验成果
        3.3.2 冻土导热系数试验成果
        3.3.3 热流计法融土与冻土导热系数比较
        3.3.4 导热系数与土质条件的关系
第四章 热线法和热流计法及正规状态法试验成果比较
    4.1 热线法测试结果与有关规范比较
    4.2 热线法与热流计法试验成果比较
    4.3 热线法与正规状态法试验成果比较
    4.4 热流计法与正规状态法试验成果比较
第五章 结论
参考文献
摘要
ABSTRACT
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
致谢

(3)冻土热参数非线性变化和水分迁移对温度场的影响研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 冻土热参数研究现状
        1.2.1 冻土导热系数的测试方法
        1.2.2 冻土比热容和相变热的测试方法
        1.2.3 热参数测试中的适用性问题
    1.3 冻融土热参数理论计算的研究现状
        1.3.1 冻融土比热容和相变热理论计算的研究现状
        1.3.2 冻融土导热系数理论计算的研究现状
    1.4 冻土冻结温度场研究现状
        1.4.1 国外关于冻结温度场的研究现状
        1.4.2 国内关于冻结温度场的研究现状
    1.5 本文的研究内容及技术路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
第2章 冻土导热系数的复合计算模型
    2.1 冻土的骨架模型
        2.1.1 土颗粒球缺接触
        2.1.2 土骨架和冰骨架
    2.2 复合传热物理模型
    2.3 导热系数模型
        2.3.1 土骨架导热系数
        2.3.2 饱和冻土导热系数模型
        2.3.3 对比验证
    2.4 本章小结
第3章 冻土热参数的非线性变化及函数表达
    3.1 冻土热参数测试
        3.1.1 冻土导热系数
        3.1.2 冻土比热容
        3.1.3 冻土相变潜热
    3.2 冻土热参数非线性变化
        3.2.1 热参数的变化率
        3.2.2 热参数非线性变化的函数表达
    3.3 本章小结
第4章 冻土水分迁移及其对热参数的影响研究
    4.1 水分迁移现象及驱动力
        4.1.1 水分迁移现象
        4.1.2 水分迁移驱动力
    4.2 水分迁移试验
        4.2.1 土体土水特征试验
        4.2.2 水分迁移试验
    4.3 水分迁移量计算
        4.3.1 水分迁移的边界条件
        4.3.2 水分迁移的平衡条件
        4.3.3 水分迁移量计算
    4.4 水分迁移对热参数的影响
        4.4.1 水分迁移对导热系数的影响
        4.4.2 水分迁移对比热容的影响
        4.4.3 水分迁移对相变热的影响
    4.5 本章小结
第5章 冻土冻结温度场的研究
    5.1 温度场的模拟计算简介
        5.1.1 模拟计算方法
        5.1.2 温度场的计算原理及边值问题
    5.2 模拟热参数非线性变化对温度场的影响
        5.2.1 模拟试验的布置与参数设置
        5.2.2 温度场的计算结果与分析
    5.3 模拟水分迁移对温度场的影响
        5.3.1 模拟试验的布置与参数设置
        5.3.2 温度场的计算结果与分析
    5.4 温度场计算式的修正
        5.4.1 基于水分迁移现象对温度场计算式的修正
        5.4.2 试验对比分析
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
研究生期间科研成果
致谢

四、地中热流计及其在冻土研究中的应用(论文参考文献)

  • [1]地中热流计及其在冻土研究中的应用[J]. 朱国才,张复元. 冰川冻土, 1980(S1)
  • [2]冻土传热性质试验研究[D]. 王伟. 吉林大学, 2010(10)
  • [3]冻土热参数非线性变化和水分迁移对温度场的影响研究[D]. 张翻. 天津城建大学, 2020(01)
  • [4]青藏公路沿线冻土的地温特征及退化方式[J]. 金会军,赵林,王绍令,晋锐. 中国科学.D辑:地球科学, 2006(11)

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