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《同济大学》 2007年
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浅埋输油管冻土基础温度(应力)计算

唐明春  
【摘要】: 针对寒区浅埋输油管所在地理环境的特殊性,介绍了冻土的概念、分类以及冻土不同于普通土的物理性质,包括相变性、物质迁移特性和水分迁移特性,并着重介绍了冻土的冻胀机理,含水量、温度、冻结条件、外部荷载等因素对冻胀的影响,以及寒区工程如何防治冻胀问题。 选取了输油管工程中涉及的物理参数,并模拟地面和两侧边界条件,建立了有限元分析模型;在此基础上用现有有限元分析软件(ANSYS)分析了地面温度季节变化情况下,地面以下土体内温度场分布情况和土体的冻结情况,确定最大冻结深度和冻结线分布随时间的变化;最后进行热应力分析,确定了土体季节性冻胀融化过程中油管壁的应力随时间变化情况以及油管的竖向位移。另一方面从数学上阐述了谱方法和谱元方法的基本理论,着重论述了Chebyshev插值理论,作了谱方法和谱元方法求解热传导方程理论探讨,并把谱方法应用到冻土水热耦合问题的求解过程中。
【学位授予单位】:同济大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU445

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 周新宇;;不同季节冻土场地冻胀条件下埋地管道的抗震性能分析[J];科技创新与应用;2012年15期
2 杨建功;;冻土层管底饱冰较厚区冻胀安全性分析[J];当代化工;2012年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李强;油页岩原位热裂解温度场数值模拟及实验研究[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郭琳;寒区土壤水热力耦合模型及数值模拟[D];东北石油大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐士良;ANSYS在冻结壁温度场分布分析中的运用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年02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 李洪升,刘增利,李南生;基于冻土水分温度和外荷载相互作用的冻胀模式[J];大连理工大学学报;1998年01期
4 张树光,李选海,杨育红;路基冻胀过程的温度效应[J];辽宁工程技术大学学报;2005年04期
5 孙蔚;大体积混凝土温度场及温度应力有限元分析[J];工程建设与设计;2005年10期
6 魏烈珊;土体冻胀的数理分析[J];甘肃水利水电技术;2001年01期
7 李成植;徐肖肖;梁海峰;;水在冷却和冻结过程温度场的实验与理论研究[J];干燥技术与设备;2006年01期
8 王海青;张燎军;穆春燕;;路径映射在温度场及应力场耦合分析中的应用[J];华北水利水电学院学报;2006年02期
9 周红,王贵虎;人工冻土冻胀融沉问题研究现状与展望[J];淮南职业技术学院学报;2002年04期
10 李南生,周晶,丁德文;海上油井井口热力耦合问题计算[J];海洋通报;1999年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 常玉珍;吴敏哲;;组合肋壳几何非线性分析[J];四川建筑科学研究;2006年05期
3 王青;徐港;;剪力墙结构弹塑性分析的QR法Ⅱ——计算格式、程序及算例[J];四川建筑科学研究;2006年06期
4 王开强;孙飞飞;胡大柱;;多弹簧梁柱单元在空间钢框架非线性分析中的应用[J];四川建筑科学研究;2007年06期
5 王江;周晖;宋雪峰;;变截面工形柱平面内弹塑性极限承载力研究[J];四川建筑科学研究;2008年01期
6 高轩能;李琨;;变截面门式刚架地震反应研究进展[J];四川建筑科学研究;2008年03期
7 苗胜军;丛启龙;任奋华;方伟;;基于ANSYS的大体积混凝土的水化热模拟研究[J];四川建筑科学研究;2009年02期
8 肖烨;陈剑毅;易萍华;;自由度匹配技术在框架结构损伤识别中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2011年02期
9 方开敏;张宜辉;;基于VB.NET连续梁设计计算程序开发研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年05期
10 庞培培;黄潇;沈小璞;刘艳;;超大面积和超长结构温度应力的有限元分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宫建国;陶钧;曾胜;金涛;;地基平面沉降下的大型石油储罐模态分析[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 张应迁;石艳;唐克伦;刘明;;外压容器临界载荷特性研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
3 王青平;白武明;王洪亮;;多重网格在二维泊松方程有限元分析中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
4 李同春;朱寿峰;赵兰浩;胡继刚;;考虑坝体与坝肩动力相互作用的坝肩稳定动接触降强算法[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
5 张汉云;张燎军;;基于虚拟裂缝模型的带横缝高拱坝的抗震性能研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
6 纪军;王安华;任增金;;圆沉箱内隔墙的设置方式[A];中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C];2011年
7 王彬;;基于APDL的大口径反射镜优化设计[A];第二十四届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2011年
8 周清华;杜留法;杨雄辉;;减摇鳍加强结构CAD/CAE一体化的若干关键技术探讨[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
9 樊征兵;何欢;陈国平;;不确定结构的模态和动响应分析[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
10 何欢;孙东阳;周兰伟;马常亮;;多腔体气囊式回收系统的着陆冲击动力学建模与分析研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张红哲;车身概念设计智能CAE关键技术的研究[D];长春理工大学;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 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
5 毛海涛;无限深透水地基上土石坝坝基渗流控制计算方法和防渗措施的研究[D];新疆农业大学;2010年
6 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
7 许兰贵;变壁厚大锥度薄壁铝罐成形关键技术的研究[D];华南理工大学;2010年
8 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
9 卢兆刚;基于混合FE-SEA方法的汽车薄壁件中频声学特性预测及优化研究[D];浙江大学;2011年
10 王晓鹏;先进三维集成电路(3D-IC)中硅通孔(TSV)和氮化镓(GaN)场效应管中的电—热—力特性研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡婷萍;大厚度电子束焊缝的超声检测及缺陷散射信号的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
3 王权;起重机减速器变位斜齿轮副有限元仿真分析与研究[D];山东科技大学;2010年
4 夏云清;装载机差速器齿轮的非线性接触与疲劳寿命分析[D];浙江理工大学;2010年
5 王志宽;大直径人工挖孔扩底桩承载力试验研究与工程应用[D];郑州大学;2010年
6 辛栋;纤维增强聚合物复合材料力学性能的数值预测[D];郑州大学;2010年
7 张彩香;发射筒口分瓣式隔水膜刚度强度分析[D];郑州大学;2010年
8 苗军伟;注塑成型和模具结构一体化分析[D];郑州大学;2010年
9 胡志超;箱型钢筋混凝土倒虹吸非线性有限元分析[D];郑州大学;2010年
10 董泽民;基于VCFEM的颗粒增强高聚物宏细观双尺度模拟[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭东信,王绍令,鲁国威,戴竞波,李恩英;东北大小兴安岭多年冻土分区[J];冰川冻土;1981年03期
2 何平,朱元林,张家懿,沈忠言,俞祁浩;饱和冻结粉土的动弹模与动强度[J];冰川冻土;1993年01期
3 廉乐明,史金艳;寒冷地区路面体冻结过程中湿迁移对温度场影响的研究[J];冰川冻土;1993年03期
4 朱元林,何平,张家懿,王家澄;围压对冻结粉土在振动荷载作用下蠕变性能的影响[J];冰川冻土;1995年S1期
5 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
6 何树生;喻文兵;陈文国;余志峰;金会军;;东北多年冻土区埋地输油管道周围温度场特征非线性分析[J];冰川冻土;2008年02期
7 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
8 李洪升;张小鹏;朱元林;彭万巍;冻土断裂韧度K_(IC)的测试研究[J];冰川冻土;1995年04期
9 吴紫汪,朱林楠,郭兴民,王晓阳,房建宏;青康公路多年冻土区路堤的临界高度[J];冰川冻土;1998年01期
10 林世静,葛明兰,李术元,郭绍辉;松辽盆地干酪根在矿物基质作用下的热解生烃特征和动力学的研究[J];北京石油化工学院学报;2001年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陶云奇;含瓦斯煤THM耦合模型及煤与瓦斯突出模拟研究[D];重庆大学;2009年
2 康志勤;油页岩热解特性及原位注热开采油气的模拟研究[D];太原理工大学;2008年
3 王晓巍;北方季节性冻土的冻融规律分析及水文特性模拟[D];东北农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 修健;低含油率油页岩的热解研究[D];大连理工大学;2005年
2 徐峰;油页岩热解及燃烧反应的化学动力学研究[D];东北电力大学;2007年
3 姜庆贤;桦甸油页岩理化特性研究[D];东北电力大学;2006年
4 张红红;油页岩勘探无固相聚合物钻井液研究与应用[D];吉林大学;2007年
5 王剑英;混凝土试件及其衬砌结构破坏过程的数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
6 方吕;高分子材料结构图像分析系统研究[D];北京化工大学;2008年
7 韩天一;正冻土水热力耦合的数值机理研究[D];兰州大学;2008年
8 张娜;含硼金刚石单晶的微观品质与半导体性能的相关性研究[D];山东大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘敬;高速公路挖方路段路基水分迁移特性及路基回弹模量预测[D];长沙理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李萍,徐学祖,陈峰峰;冻结缘和冻胀模型的研究现状与进展[J];冰川冻土;2000年01期
2 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
3 李述训,南卓铜,赵林;冻融作用对系统与环境间能量交换的影响[J];冰川冻土;2002年02期
4 吴青柏,朱元林,刘永智;青藏高原多年冻土顶板温度和温度位移预报模型的应用[J];冰川冻土;2002年05期
5 盛煜,张鲁新,杨成松,房建宏;保温处理措施在多年冻土区道路工程中的应用[J];冰川冻土;2002年05期
6 杨平,张婷;人工冻融土物理力学性能研究[J];冰川冻土;2002年05期
7 徐学祖,何平,张健明;土体冻结和冻胀研究的新进展——“国际地层冻结和冻结作用研讨会”论文综述[J];冰川冻土;1997年03期
8 周国庆;饱水砂层中结构的融沉附加力研究[J];冰川冻土;1998年02期
9 李洪升,张斌,刘增利,刘大贵;一维冻结土体冻胀量的水热力耦合计算[J];大连理工大学学报;1999年05期
10 李洪升,刘增利,李南生;基于冻土水分温度和外荷载相互作用的冻胀模式[J];大连理工大学学报;1998年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 黄福来;龙滩水电站高碾压混凝土重力坝施工过程仿真分析[D];广西大学;2002年
【相似文献】
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1 张旭芝,王星华;高原融区和多年冻土过渡路段涵洞地基试验研究[J];中国铁道科学;2004年04期
2 刘金友,初文国,张克戬;浅谈多年冻土地区的分布及其桥涵工程[J];黑龙江交通科技;2002年06期
3 周致强;青藏高原多年冻土地区桥梁设计[J];冰川冻土;2003年S1期
4 岑成贤,贾艳敏;多年冻土的桩基础设计简述[J];低温建筑技术;2004年05期
5 关国生;冻土路基的施工工艺[J];散装水泥;2005年02期
6 靳杰;王涛;;钢筋混凝土异形柱框架地震反应谱分析[J];山西建筑;2010年21期
7 程国栋;大比例尺多年冻土含冰量图的编制原则[J];冰川冻土;1981年03期
8 梁波,陈兴冲;青藏铁路的重要意义、技术难点及力学问题 第十三届全国结构工程学术会议特邀报告[J];工程力学;2004年S1期
9 张贵生;梁波;刘德仁;;青藏铁路典型工点多年冻土力学特性研究[J];岩土工程界;2007年04期
10 王晓阳 ,房建宏;宁张公路盘坡至扁都口段多年冻土工程地质初步勘察[J];青海交通科技;1994年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵英辰;;中国高纬度多年冻土地区铁路工程病害的防治研究[A];土木工程与高新技术——中国土木工程学会第十届年会论文集[C];2002年
2 韩瑜;尹龙萍;龙玲;刘睿;黄碧兰;刘士远;;一种纳米材料生物安全性的数值分析方法[A];中国毒理学会第五次全国学术大会论文集[C];2009年
3 王建华;陈树林;;考虑承台刚性的群桩沉降研究[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1998年
4 李志勇;董城;;土工格室加筋路堤边坡试验与设计方法研究[A];第二届全国环境岩土工程与土工合成材料技术研讨会论文集(二)[C];2008年
5 刘纯升;杨九宏;许劲松;;基坑开挖与喷锚支护数值分析研究[A];岩土力学的理论与实践——第三届全国青年岩土力学与工程会议论文集[C];1998年
6 肖明;田华;付颖;闫军南;;水工隧洞岩体脆塑性损伤数值分析方法研究[A];中国土木工程学会第十二届年会暨隧道及地下工程分会第十四届年会论文集[C];2006年
7 张延军;王思敬;王恩志;;一种新的岩土工程数值法——FEM-EFGM耦合法[A];全国岩土与工程学术大会论文集(上册)[C];2003年
8 雷玉成;韩明娟;王健;;等离子焊接电弧双弧现象的模拟分析[A];2008年全国荷电粒子源、粒子束学术会议暨中国电工技术学会第十二届电子束离子束学术年会、中国电子学会焊接专业委员会第九届全国电子束焊接学术交流会、粒子加速器学会第十一届全国离子源学术交流会、中国机械工程学会焊接分会2008年全国高能束加工技术研讨会、北京电机工程学会第十届粒子加速器学术交流会论文集[C];2008年
9 刘喜迎;;谱元大气动力学框架物理过程的引进和中期天气的数值模拟试验[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
10 王向东;徐道远;朱为玄;;碾压混凝土拱坝施工期温度仿真分析在Ansys软件上的实践[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 朱海燕;让青藏铁路的冻土冻得更牢更实[N];中国铁道建筑报;2004年
2 马勇;热棒技术解决青藏公路冻土难题[N];中国技术市场报;2009年
3 严瑜;工程沿线开展冻土基础观测[N];国家电网报;2011年
4 本报记者 张宗华;揭开多年冻土的奥秘[N];中国交通报;2000年
5 王进东 王朝霞;解决青藏铁路冻土路基病害有良方[N];甘肃日报;2003年
6 袁雷山;砼预制板衬砌渠道的冻害及其防治[N];伊犁日报(汉);2010年
7 郭姜宁;好一支冻土研究“国家队”[N];科技日报;2004年
8 松月;蓝牙技术在无线分布式测控系统中的应用[N];人民邮电;2003年
9 朱海燕;冻土,挺进西藏的地下天门[N];中国铁道建筑报;2003年
10 王进东;我国冻土研究水平居世界前列[N];中国矿业报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 容志建;波动方程和Navier-Stokes方程的快速谱元算法及其应用[D];厦门大学;2007年
2 徐翔;谱方法在一类数学物理反问题中的应用[D];复旦大学;2010年
3 张璟;无穷域问题的谱方法研究[D];上海大学;2003年
4 周建伟;状态受限最优控制问题的谱方法[D];华东师范大学;2011年
5 毛雪松;多年冻土地区路基水热力场耦合效应研究[D];长安大学;2004年
6 冷毅飞;中俄石油管道多年冻土物理力学性质试验研究及温度场数值分析[D];吉林大学;2011年
7 杨磊;混凝土坝施工期冷却水管降温及温控优化研究[D];武汉大学;2005年
8 李向群;吉林省公路冻害原因分析及处理方法研究[D];吉林大学;2006年
9 杨卓娟;凹坑形仿生非光滑轧辊耐磨性研究[D];吉林大学;2006年
10 张超;广义Laguerre拟正交逼近和高阶混合非齐次边值问题的Petrov-Galerkin区域分解谱方法[D];上海师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐明春;浅埋输油管冻土基础温度(应力)计算[D];同济大学;2007年
2 朱崇诚;大型海上平台滑移装船有限元分析[D];天津大学;2004年
3 李印;谱方法的理论分析及其研究[D];东北大学;2010年
4 邓世斌;寒区土体水热耦合问题计算的谱元法[D];同济大学;2007年
5 谭芳芳;谱方法解微分方程的超几何收敛现象[D];湖南师范大学;2010年
6 汪海年;青藏高原多年冻土地区路基温度场研究[D];长安大学;2004年
7 石桂梅;多年冻土地区无基波纹管涵洞变形和应力分析[D];东北林业大学;2004年
8 刘兵;近似求解周期边值Cahn-Hilliard方程的谱方法[D];吉林大学;2004年
9 徐坤;西部地区岩土工程灾害的分布规律及预报模型研究[D];西安科技大学;2004年
10 柴卫平;辛龙格库塔傅立叶谱方法及其应用[D];山西大学;2010年
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