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《北方工业大学》 2010年
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冻土水、热、力三场耦合关系及数值模拟研究

由明卓  
【摘要】: 冻土是一种由土矿物颗粒、冰晶体、未冻水和空气等组成的复合材料。由于胶结冰的存在而使冻土表现出与普通土显著不同的力学特性。冻土由多相材料组成且包含冰—水的相变过程,使其力学性质受温度、水分、压力等多种因素影响而变得非常复杂,其中任意组分、过程的变化都会引起冻土整体性质的改变。 土体冻融过程中水、热、力三场耦合作用机理研究是解决寒区冻胀、融沉两大工程难题及冻害防治的关键。本论文分析研究了饱和土体冻融过程中未冻水、凝结冰、温度、应力之间的相互作用关系,建立冻土温度场基本方程、水分场基本方程及水、热耦合模型。用数值方法对公路路基的水分场、温度场、应力场及其耦合作用进行模拟分析,做出评价和预测,并与实测数据进行比较,结果与实际比较吻合。 本文的工作为进一步深入研究冻土内水、热、力耦合作用机理积累了经验,提供了有益的探索,也为解决寒区工程冻害预报和防治课题的研究提供了新的思路。
【学位授予单位】:北方工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U412.22

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 祁长青;青藏铁路冻土路基温度场随机有限元分析与变形可靠性研究[D];南京大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 闫晓雪;青海省玉树州冻土水文与地质灾害耦合关系研究[D];长安大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 马巍,吴紫汪,张长庆;冻土的强度与屈服准则[J];冰川冻土;1993年01期
3 李昆,王长生,陈湘生;三轴试验中深部冻土固结问题[J];冰川冻土;1993年02期
4 张长庆,苗天德,王家澄,苗丽娜,李亚峰;冻结黄土蠕变损伤的电镜分析[J];冰川冻土;1995年S1期
5 何平,程国栋,俞祁浩,朱元林,徐学祖;饱和正冻土中的水、热、力场耦合模型[J];冰川冻土;2000年02期
6 毛雪松,胡长顺,窦明健,侯仲杰;正冻土中水分场和温度场耦合过程的动态观测与分析[J];冰川冻土;2003年01期
7 马巍,吴紫汪,盛煜;冻土的蠕变及蠕变强度[J];冰川冻土;1994年02期
8 李洪升,杨海天,常成,孙秀堂;冻土抗压强度对应变速率敏感性分析[J];冰川冻土;1995年01期
9 马巍,吴紫汪,常小晓,王家澄;围压作用下冻结砂土微结构变化的电镜分析[J];冰川冻土;1995年02期
10 沈忠言,王家澄,彭万巍,苗丽娜;单轴受拉时冻土结构变化及其机理初析[J];冰川冻土;1996年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 祁长青;青藏铁路冻土路基温度场随机有限元分析与变形可靠性研究[D];南京大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋建华;张红卫;;钡钨阴极中钡的供应机制研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006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 朱焱;陈晓飞;马巍;邓友生;;非饱和土壤冻融过程中水、热耦合运移数值模拟研究[J];安徽农业科学;2007年17期
5 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
6 赵建青;冉慧;晁曼妮;;南水北调中线工程对石家庄地下水水位的影响[J];安徽农业科学;2011年25期
7 薛强,梁冰,李宏艳;可压缩流体渗流的流固耦合问题数值模拟研究[J];地下空间;2001年S1期
8 易富;梁冰;;基于模糊渗流理论的垃圾填埋气运移数学模型研究[J];地下空间与工程学报;2005年06期
9 仇培云;岳丰田;杨国祥;孙猛;;复杂地质条件下隧道联络通道冻结工程实录[J];地下空间与工程学报;2005年06期
10 刘慧;杨更社;田俊锋;徐江;;冻结岩石细观结构及温度场数值模拟研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张保良;;稠油热采定量化研究之一:热-流耦合数学模型[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 方俊伟;康毅力;游利军;李相臣;;致密砂岩气藏多尺度传质行为研究进展[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 邵九姑;许友生;;Forchheimer型非达西渗流系统的数值模拟[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
4 王建省;董勤喜;;热流固耦合动态边界理论研究[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
5 程泽林;熊峻江;彭勃;罗楚养;;RTM整体成型复合材料结构制造缺陷逆向分析[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(一)[C];2007年
6 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
7 陈柏生;胡时胜;马芹永;涂智溢;;冻土动态力学性能的实验研究[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
8 罗云烽;段跃新;肇研;;复合材料起落架的铺层设计及RTM工艺模拟[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
9 王悦东;李洪升;陈秉智;王剑;高月华;;冻土材料非线性断裂模型的实验研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
10 朱志武;宁建国;;冻土的屈服面及其破坏准则[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 席本强;废弃矿山垃圾填埋场边坡稳定性及加固防渗研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 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
3 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
4 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
5 左远志;熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D];华南理工大学;2010年
6 邵玉娴;粘性土工程性质的温度效应试验研究[D];南京大学;2011年
7 马立峰;动荷载条件下多年冻土区斜坡路基稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
8 孙克国;注浆控制岩溶隧道突水地质灾害的机理和模拟方法研究[D];山东大学;2010年
9 周明涛;植被混凝土冻融效应试验研究[D];武汉大学;2010年
10 王文华;吉林省西部地区盐渍土水分迁移及冻胀特性研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王海生;采空区风流分布数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
2 孙锐;泥浆介质非等压条件下煤芯瓦斯解吸规律研究[D];河南理工大学;2010年
3 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
4 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
5 丁铜伟;强内热源多孔介质条通道流动换热实验技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 马俊;球床多孔介质通道高速区流动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 徐鑫;蓄热电池一体化结构设计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 刘小杰;兴阜矿3318工作面采空区自燃三带数值模拟[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 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
10 陈良;铁磁流体在多孔介质中的流动[D];湘潭大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭东信,黄以职,赵秀锋;青藏公路风火山垭口盆地融冻泥流阶地初步研究[J];冰川冻土;1993年01期
2 杨针娘,杨志怀,梁凤仙,王强;祁连山冰沟流域冻土水文过程[J];冰川冻土;1993年02期
3 令锋,吴紫汪;渗流对多年冻土区路基温度场影响的数值模拟[J];冰川冻土;1999年02期
4 毛雪松,胡长顺,窦明健,侯仲杰;正冻土中水分场和温度场耦合过程的动态观测与分析[J];冰川冻土;2003年01期
5 金会军;马巍;赖远明;吴青柏;王贵荣;牛富俊;沈永平;赵淑萍;Jerry Brown;Max C.Brewer;;气候变暖条件下,中(高)亚洲地区不稳定型冻土的巨大挑战和创新解决方案:——来自首届亚洲冻土大会及会后青藏高原考察的总结报告[J];冰川冻土;2006年06期
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7 吴玮江;季节性冻结滞水促滑效应——滑坡发育的一种新因素[J];冰川冻土;1997年04期
8 黄兴法;曾德超;;冻结期土壤水盐热运动规律的数值模拟[J];北京农业工程大学学报;1993年03期
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10 隋红建,曾德超,陈发祖;不同覆盖条件对土壤水热分布影响的计算机模拟Ⅰ——数学模型[J];地理学报;1992年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 靳德武;青藏高原多年冻土区斜坡稳定性研究[D];长安大学;2004年
2 葛琪;基于冻融界面强度损伤的季冻区土质边坡稳定性研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈玉超;冻融环境下岩土边坡稳定性研究初探[D];西安科技大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张玉鑫;卢玉东;鲁素芬;杨亚慧;贾松敏;张蓉;李鑫;潘艺华;;季节性冻土斜坡稳定系数时空变化趋势分析方法[J];水文地质工程地质;2015年05期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 盛煜,吴紫汪,朱元林,马巍;应用蠕变理论对冻土在增应力过程中蠕变规律的几何分析[J];冰川冻土;1995年S1期
10 令锋,吴紫汪;渗流对多年冻土区路基温度场影响的数值模拟[J];冰川冻土;1999年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 范文;马芹永;;冻土可钻性影响因素及试验研究[J];中国科技信息;2008年06期
2 宁建国,王慧,朱志武,孙远翔;基于细观力学方法的冻土本构模型研究[J];北京理工大学学报;2005年10期
3 刘玉华;;冻土变形观测方法研究动态[J];黑龙江科技信息;2011年20期
4 朱占元;李静;邹祖银;莫忧;;动力荷载作用下冻土变形特性研究[J];低温建筑技术;2008年02期
5 朱志武;宁建国;马巍;;基于损伤的冻土本构模型及水、热、力三场耦合数值模拟研究[J];中国科学:物理学 力学 天文学;2010年06期
6 宁建国;朱志武;;含损伤的冻土本构模型及耦合问题数值分析[J];力学学报;2007年01期
7 刘世伟;张建明;;高温冻土物理力学特性研究现状[J];冰川冻土;2012年01期
8 马芹永,张志红,蔡美峰;冻土冲击韧度与凿碎比能关系的试验研究[J];岩土力学;2004年01期
9 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
10 盛煜,吴紫汪,朱元林,马巍;应用蠕变理论对冻土在增应力过程中蠕变规律的几何分析[J];冰川冻土;1995年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 张海东;朱志武;康国政;宋顺成;;冻土高应变率加载下的力学性能[A];第十三届全国实验力学学术会议论文摘要集[C];2012年
2 马芹永;蔡美峰;;冻土可钻性与可爆性的试验研究[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王悦东;冻土非线性断裂破坏的数值模拟与实验研究[D];大连理工大学;2006年
2 杨唐胜;青藏铁路冻土试验路基内部应变智能监测系统研究[D];武汉理工大学;2005年
3 刘靖;电容层析成像技术在冻土物质分布及其动态变化测试中的应用研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2007年
4 孙星亮;冻结粉质粘土细观变形机理及其各向异性损伤模型研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 李志敏;基于能量耗散理论的冻土弹塑性损伤本构模型研究[D];安徽理工大学;2009年
2 由明卓;冻土水、热、力三场耦合关系及数值模拟研究[D];北方工业大学;2010年
3 李栋伟;高应力下冻土本构关系研究及工程应用[D];安徽理工大学;2005年
4 田江永;强度理论在冻土本构模型中的应用[D];西北农林科技大学;2006年
5 王平;基于D-InSAR技术的青藏高原区域冻土变形监测研究[D];中南大学;2009年
6 郑剑峰;冻土流变损伤特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 谢敏;高温冻土动荷载直剪试验研究[D];北京交通大学;2014年
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