热棒路基降温效应的数值模拟

基于青藏公路冻土路基病害整治热棒试验工程, 建立热棒路基的等效传热模型, 运用有限元方法对其进行数值模拟, 研究青藏公路环境条件下热棒的工作周期、工作状态与作用半径, 并通过对试验工程2 a观测数据分析, 对比研究热棒在冻土路基中的降温效应。研究发现, 热棒在约为5个月的工作周期内并非连续工作而呈波动式, 实际工作时间为工作周期的2/3;热棒路基冬季降温效果明显, 有利于路基土体冷储量增加, 提高路基热稳定性; 热棒在路基中的降温强度, 水平方向随距离增大而衰减, 有效作用半径为2.25 m, 深度方向在热棒蒸发段最大, 降低上限附近季节融化层冻土热融敏感性。结果表明, 青藏公路热棒试验工程中其间距采用4.0 m是合理的, 路基双侧设置热棒优于单侧, 热棒向路基中心斜置更好。     

多年冻土区热棒路基应用效果

为了研究热棒在青藏公路多年冻土区的应用效果,基于楚玛尔河试验监测场地8年的地温观测数据,以水平温度梯度为指标,分析了不同时期热棒的有效半径。为了提高热棒的调控效果,拓展热棒的使用范围,满足宽幅路基强吸热的使用要求,依托北麓河与安多2个试验监测场地,分析了热棒-XPS板路基与热棒-片块石路基地温监测数据。分析结果表明:热棒工作1年后的有效半径约为2.3m,此后,随着热棒工作时间的增加,热棒影响范围逐渐增大;在热棒工作的前5年,地温降幅明显,周围土体地温降幅都基本维持在0.5℃以上,之后每年降温较小,这主要是由于外界环境温度升高,气温与地温的温差逐渐减小,热棒工作的动力逐渐衰减引起的;在热棒工作的8年中,由于热棒的持续制冷作用,热棒路基的人为上限基本不变,而普通路基同时期人为上限最大降低约为80cm;热棒-XPS板路基从6月份开始,XPS板上下温差不断增大,最大温差约为17℃,有效阻隔了暖季大量热量向板下传递;热棒-片块石路基通过2年的调控作用,地温最大降幅为0.51℃。     

青藏公路热棒路基降温效能

为了分析多年冻土区热棒路基的工程效果, 定量评价其降温效能, 基于青藏公路热棒路基试验工程近11年的现场监测数据, 分析了热棒路基的地温特征、温度场形态和冻融过程, 估算了阴阳坡影响下热棒附近的水平热收支状况。建立了空气-热棒-冻土地基三维非稳态耦合计算模型, 分析了不同结构形式(单侧直插式、单侧斜插式、双侧直插式与双侧斜插式)的热棒路基的降温效能。实测结果表明: 在热棒作用下, 阳坡侧路基地温可降到-1.5℃附近, 较普通路基地温降低约3.0℃, 阴坡侧路基地温最低达到-2.1℃; 热棒路基经过11年的营运, 阳坡侧冻土上限抬升约0.95m, 基本达到天然地基水平; 阴阳坡两侧热棒的年平均实际功率分别约为69.80、54.07 W, 且热棒路基在最初5年传递能量较大, 第6年后逐渐减小, 此后路基的热状况进入相对稳定的状态。计算结果表明: 双侧直插式热棒路基与双侧斜插式热棒路基第20年冻土上限分别为2.88、1.88m, 而单侧直插式热棒路基与单侧斜插式热棒路基第20年冻土上限分别为3.84、3.46m, 因此, 双侧热棒路基的长期降温效果明显强于单侧热棒路基, 斜插式热棒路基强于直插式热棒路基; 单根热棒的年平均功率为47~56 W, 与试验工程监测结果较为吻合。     

热棒技术在伊春岛状冻土路基上的应用

详细介绍了热棒技术在伊春地区岛状多年冻土路基处理技术中的应用情况,经过一年来的长期观测效果说明,热棒技术在解决岛状多年冻土上限稳定方面具有较好的效果。     

不同温拌外加剂对沥青混合料的降温效果研究

温拌技术的关键是温拌外加剂.不同的温拌外加剂对沥青混合料的降温效果不同,从而需要经过具体试验来选择合适的温拌外加剂,以达到理想状态.研究4种温拌外加剂对AC-13混合料的降温效果.试验方案:用同种级配及油石比,对不同外加剂的温拌沥青混合料在不同温度下进行马歇尔击实试验,检测试件空隙率变化情况,并对不同外加剂的温拌沥青混合料达相同空隙率时的击实温度进行对比,确定降温效果最为明显的外加剂,并与热拌SBS改性沥青击实试件相对比,确定降温效果.     

对深水高桩基础水平抗撞击力的非线性有限元研究

随着世界经济飞速发展,海、陆、空等各个领域的交通也越来越发达,而三者之中陆地和河海的交通交叉最多。近年来,因为船舶的撞击而发生的桥梁的坍塌事故频繁,人们越来越关注对于加大桥梁基础水平抗撞击力的研究,以求进一步完善桥梁船舶撞击的设计和评估要求。对深水高桩基础水平抗撞击力的非线性有限元计算方法进行了研究,实例计算分析大桥工程,并对比我国的规范设计思想下的计算方法,证明深水高桩基础水平抗撞击力的非线性有限元设计思路是切实可行的。     

铁路车辆磨耗型车轮的三维热接触耦合分析

建立了铁路车辆磨耗型踏面LM、LMA、XP55、S1002四种车轮与60kg/m钢轨热接触耦合的三维有限元模型,利用大型有限元分析软件MSC.Marc分析了在不同载荷工况下,车轮与钢轨抱闸滑行时的应力场和温度场的分布规律和变化规律,分析了温度场对应力场的影响,并分别得出了在弹性模量、热导率、比热容、线膨胀系数等材料属性随温度变化的情况下,与相应参数恒定时的应力场与温度场分布,分析了各参数对计算结果的影响.结果表明,线膨胀系数与比热容对耦合分析结果的影响最大,弹性模量次之,热导率的影响最小.     

铁路车辆磨耗型车轮的三维热接触耦合分析

建立了铁路车辆磨耗型踏面LM、LMA、XP55、S1002四种车轮与60 kg/m钢轨热接触耦合的三维有限元模型,利用大型有限元分析软件MSC.Marc分析了在不同载荷工况下,车轮与钢轨抱闸滑行时的应力场和温度场的分布规律和变化规律,分析了温度场对应力场的影响,并分别得出了在弹性模量、热导率、比热容、线膨胀系数等材料属性随温度变化的情况下,与相应参数恒定时的应力场与温度场分布,分析了各参数对计算结果的影响.结果表明,线膨胀系数与比热容对耦合分析结果的影响最大,弹性模量次之,热导率的影响最小.     

相变材料对水泥混凝土性能的影响

为了研究相变材料对水泥砂浆性能的影响,选用石蜡、PEG600 2种常见相变材料作为研究对象,以普通粘土陶粒和天然多孔浮石2种轻集料作为掺加载体,采用抗压强度试验、等温量热试验和TPS试验,系统分析了相变材料的掺入对水泥砂浆强度、水化和导热性的影响.结果表明：轻集料性质、级配,以及相变材料对水泥的影响是导致强度降低的直接原因;轻集料导致水泥砂浆导热性降低,低掺量相变材料对导热性的影响不显著.     

波浪力对高桩码头结构作用的有限元分析

高桩码头的桩基和面板等上部结构在波浪力作用下会造成局部破坏或整体结构失稳。以工程实例为研究对象,依据实际结构尺寸建立高桩码头有限元模型,以模态分析为基础,探讨波浪力对高桩码头结构的影响。分析结果表明,高桩码头桩在波浪力作用下明显有失稳迹象。对增加桩壁厚和增大管径两种解决桩失稳方案进行了静力分析,增加管的外径虽然会增大面板的应力,但可以有效的控制桩的失稳。     

路基填料设计探讨

路基填料对于高速公路造价控制有着显著影响,设计阶段应综合考虑各方面因素,合理确定料源及运距,以控制造价和确保路基的稳定性及耐久性。     

高填土路基下沉的预防与处治

在平原区修筑的高等级公路的路基填土高度一般都在四五米以上,在施工过程中或施工完成后,高填土路段经常会出现路堤整体沉降或局部沉陷的现象,导致路面破坏,公路的使用性能大大降低,故应针对下沉产生的原因,采取相应的措施予以控制.     

高填土路基下沉的预防与处治

在平原区修筑的高等级公路的路基填土高度一般都在四五米以上,在施工过程中或施工完成后。高填土路段经常会出现路堤整体沉降或局部沉陷的现象,导致路面破坏,公路的使用性能大大降低,故应针对下沉产生的原因,采取相应的措施予以控制．     

路基不均匀沉降对路面结构影响的数值分析

文章依托某扩建工程,对路基拼接引起的不均匀沉降对路面结构影响进行数值分析。研究表明,新老路堤表面施工期末最大差异沉降值为6.869?cm,新老路堤表面各点的工后沉降值从路堤中心线向外不断减小,路堤中心处沉降值最大为6.12?cm,不均匀沉降为1.17?cm,路面各层结构受力均在允许范围内。     

高液限粘土路基填筑的可行性研究

通过对高液限粘土的压实特性的试验分析研究,提出了直接利用高液限粘土修筑高等公路路基的技术和方法。     

高液限土路基填筑方法试验研究

高液限土不能直接作为路基填筑的材料,若需要应用时,必须采取满足设计要求的技术措施——固化材料改良或者换填。因此开展高液限土路基填筑方法试验工作对于提高我国公路建设技术水平,确保工程安全,加速西部的发展．提高社会经济效益具有重要的理论意义和实际工程应用价值。     

煤矸石在高速公路路基填筑中的应用分析

煤矸石在公路工程中的利用空间很大,除了用于路基填筑外,煤矸石的回收用途还有：回收煤炭和黄铁矿、发电、制造建筑材料、陶瓷、土壤改良剂等。     

湿陷性黄土地段高填方路基填筑措施

通过汾柳高速公路34m高填方路基施工实例，论述了根据地基湿陷性的程度和地形状况及施工条件，采取工程措施来提高湿陷性黄土地段路基整体稳定性，为同类路基施工提供借鉴。     

高速公路路基填筑施工技术浅析

介绍了高速公路路基填筑、路基压实的施工技术,确保施工质量。     

填土速率对软土路基变形影响的数值分析

基于plaxis软件针对新建彭湖高速K41+200软土路堤建立有限元分析模型,并开展有限元数值计算。通过分析不同填土速率、不同填土间隔时间工况下该断面的稳定与变形情况,得出该断面施工中与工后的沉降变化,并比较在不同填筑速率下施工过程以及工后的沉降变化,论证填土速率对路基施工质量的影响。