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透壁式通风管–块石复合路基降温效果模型试验及数值模拟
被引量:
8
1
作者
刘戈
汪双杰
+2 位作者
孙红
袁堃
李金平
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第2期284-291,共8页
为研究透壁式通风管–块石复合气冷路基的降温效果,针对年均气温-3.5℃,平均风速2.5 m/s,主导风向为西北方向的高原环境条件开展了室内模型试验,对比分析了单一块石路基和透壁式通风管–块石复合路基的孔隙空气对流速度、特征点地温及...
为研究透壁式通风管–块石复合气冷路基的降温效果,针对年均气温-3.5℃,平均风速2.5 m/s,主导风向为西北方向的高原环境条件开展了室内模型试验,对比分析了单一块石路基和透壁式通风管–块石复合路基的孔隙空气对流速度、特征点地温及模型整体温度场变化过程。试验结果表明:在透壁式通风管的疏导作用下,通风管与块石层复合结构能够起到强化路基体对流的效果,复合路基块石孔隙中的空气流速比单一块石路基提高约20%,使得复合路基模型底部的降温幅度是单一块石路基模型的2.2倍。建立了透壁式通风管–块石复合路基数值计算模型,对通风管内空气流速分布、路基温度场变化进行了预测分析。结果表明:空气流速在通风管中心达到最大值4.06 m/s,在管壁处流速出现跃变陡降,在块石介质区域里速度的数量级为10-1,与室内试验的结果较为一致。模型试验和数值计算结果均表明复合路基能够起到储存冷量、降低下伏多年冻土地温的作用。
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关键词
降温效果
模型试验
数值模拟
透壁式通风管–块石复合路基
多年冻土
原文传递
透壁式通风管-块石复合气冷路基室内模型试验研究
被引量:
2
2
作者
刘戈
袁堃
+1 位作者
李金平
穆柯
《冰川冻土》
CSCD
北大核心
2014年第4期870-875,共6页
为了研究透壁式通风管-块石复合气冷路基的降温效果,针对年均气温约-3.5℃,平均风速2.5 m·s-1,主导风向为西北方向的高原环境条件开展室内模型试验,分析了单一块石气冷路基和透壁式通风管-块石复合气冷路基的孔隙空气对流速度、特...
为了研究透壁式通风管-块石复合气冷路基的降温效果,针对年均气温约-3.5℃,平均风速2.5 m·s-1,主导风向为西北方向的高原环境条件开展室内模型试验,分析了单一块石气冷路基和透壁式通风管-块石复合气冷路基的孔隙空气对流速度、特征点地温变化过程以及模型整体温度场变化过程.结果表明:在透壁式通风管的疏导作用下,透壁式通风管与块石层的复合结构能够起到强化路基体对流的效果,复合路基块石孔隙中的空气流速比单一块石路基提高约20%,由此导致复合路基模型底部的降温幅度是单一块石路基模型的2.2倍.模型整体温度场表明,复合路基能够起到储存冷量、降低下伏多年冻土地温的作用.
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关键词
路基
工程
降温效果
模型试验
透
壁式
通风管
-
块石
复合
气冷
路基
多年冻土
下载PDF
职称材料
路基宽度对多年冻土区透壁式通风管-块石复合路基降温效应的影响
被引量:
3
3
作者
李越
孙红
+2 位作者
葛修润
朱东鹏
陈建兵
《公路交通科技》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期28-35,共8页
多年冻土区公路路基大多属高温冻土、极易受工程的影响产生融化下沉,多年冻土区宽幅公路聚热效应尤明显,路基宽度的增加会导致路基病害加重,路基稳定性问题已成为青藏道路工程建设亟待解决的关键问题。透壁式通风管-块石复合路基是一种...
多年冻土区公路路基大多属高温冻土、极易受工程的影响产生融化下沉,多年冻土区宽幅公路聚热效应尤明显,路基宽度的增加会导致路基病害加重,路基稳定性问题已成为青藏道路工程建设亟待解决的关键问题。透壁式通风管-块石复合路基是一种主动降温措施。为研究其在宽幅公路的冷却效果及路基宽度的变化对路基降温效应的影响,基于块石层和通风管中空气的流速场和多孔介质传热的温度场的特征,采用两相物理场耦合关系,在考虑全球气候变暖以及路基两侧阴阳坡的条件下对宽幅公路透壁式通风管-块石复合路基的温度场进行数值模拟,分析路基施工后10年间的降温效应。研究结果表明:相较于素土路基,透壁式通风管-块石复合路基在路基下侧形成稳定冰核,对宽幅公路的冷却效果更为显著,宽度对路基的风速场和温度场影响明显。路基宽度增大,透壁式通风管风速减小,块石层风速增加,冰核面积及其下移深度增长速率变小,路基稳定时间加长,透壁式通风管-块石复合路基的降温效应逐渐减弱。当路基宽度大于32 m时,块石层风速增长速率明显放缓,低温区域面积增长速率及边缘深度下移增长速率下降,路基稳定时间延长,零温线上升高度减小。
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关键词
道路工程
降温效应
数值分析
复合
路基
宽幅公路
透
壁式
通风管
原文传递
多年冻土区高等级公路特殊路基长期降温效果研究
被引量:
4
4
作者
张坤
李东庆
+2 位作者
陶坤
陈继
童刚强
《冰川冻土》
CSCD
北大核心
2014年第4期976-986,共11页
气候变暖背景下,块石路基及通风管-封闭块石基底复合路基成为多年冻土区高等级公路冷却路基的主要结构形式.为探明不同直径块石层的渗流特征和规律,开展了立方排列球体室内风洞试验,一方面获得了渗透率和惯性阻力系数及其与球体直径间...
气候变暖背景下,块石路基及通风管-封闭块石基底复合路基成为多年冻土区高等级公路冷却路基的主要结构形式.为探明不同直径块石层的渗流特征和规律,开展了立方排列球体室内风洞试验,一方面获得了渗透率和惯性阻力系数及其与球体直径间的统计关系;另一方面得到了球体层内部压力梯度与渗流速度呈二次非线性关系.基于该试验得到的参数和关系,采用多孔介质中流固耦合传热模型,通过有限体积法模拟了柴木铁路块石路基的降温效果,并利用实测数据验证了模型及参数的可靠性.在此基础之上,以青藏高等级公路特殊路基为原型,使用该传热模型开展了封闭块石基底路基和通风管-块石复合路基长期冷却降温效果的数值模拟研究.结果表明:封闭块石基底路基和通风管-封闭块石复合路基在研究期内均有降温效果,可以提高路基下人为上限,而块石夹层路基在一定时期内可以提高冻土上限,但下部土体温度升高,长期降温效果较差.
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关键词
渗
透
率
惯性阻力系数
封闭
块石
基底
路基
块石
夹层
路基
通风管
-封闭
块石
基底
复合
路基
多年冻土
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职称材料
题名
透壁式通风管–块石复合路基降温效果模型试验及数值模拟
被引量:
8
1
作者
刘戈
汪双杰
孙红
袁堃
李金平
机构
中交第一公路勘察设计研究院有限公司
上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第2期284-291,共8页
基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2012CB026106)
国家科技支撑计划项目(2014BAG05B03)
中交集团重大科技项目(2007-ZJKJ-07)
文摘
为研究透壁式通风管–块石复合气冷路基的降温效果,针对年均气温-3.5℃,平均风速2.5 m/s,主导风向为西北方向的高原环境条件开展了室内模型试验,对比分析了单一块石路基和透壁式通风管–块石复合路基的孔隙空气对流速度、特征点地温及模型整体温度场变化过程。试验结果表明:在透壁式通风管的疏导作用下,通风管与块石层复合结构能够起到强化路基体对流的效果,复合路基块石孔隙中的空气流速比单一块石路基提高约20%,使得复合路基模型底部的降温幅度是单一块石路基模型的2.2倍。建立了透壁式通风管–块石复合路基数值计算模型,对通风管内空气流速分布、路基温度场变化进行了预测分析。结果表明:空气流速在通风管中心达到最大值4.06 m/s,在管壁处流速出现跃变陡降,在块石介质区域里速度的数量级为10-1,与室内试验的结果较为一致。模型试验和数值计算结果均表明复合路基能够起到储存冷量、降低下伏多年冻土地温的作用。
关键词
降温效果
模型试验
数值模拟
透壁式通风管–块石复合路基
多年冻土
Keywords
cooling effect
model test
numerical simulation
ventilated duct-crashed rock composite embankment
permafrost
分类号
U416.16 [交通运输工程—道路与铁道工程]
原文传递
题名
透壁式通风管-块石复合气冷路基室内模型试验研究
被引量:
2
2
作者
刘戈
袁堃
李金平
穆柯
机构
中交第一公路勘察设计研究院有限公司
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室
出处
《冰川冻土》
CSCD
北大核心
2014年第4期870-875,共6页
基金
中交集团重大科技项目(2007-ZJKJ-07)
国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2012CB026106)
国家科技支撑计划项目(2014BAG05B03)资助
文摘
为了研究透壁式通风管-块石复合气冷路基的降温效果,针对年均气温约-3.5℃,平均风速2.5 m·s-1,主导风向为西北方向的高原环境条件开展室内模型试验,分析了单一块石气冷路基和透壁式通风管-块石复合气冷路基的孔隙空气对流速度、特征点地温变化过程以及模型整体温度场变化过程.结果表明:在透壁式通风管的疏导作用下,透壁式通风管与块石层的复合结构能够起到强化路基体对流的效果,复合路基块石孔隙中的空气流速比单一块石路基提高约20%,由此导致复合路基模型底部的降温幅度是单一块石路基模型的2.2倍.模型整体温度场表明,复合路基能够起到储存冷量、降低下伏多年冻土地温的作用.
关键词
路基
工程
降温效果
模型试验
透
壁式
通风管
-
块石
复合
气冷
路基
多年冻土
Keywords
subgrade engineering
cooling effect
model test
embankment composited with ventilated duct andcrushed rock
permafrost.
分类号
U416 [交通运输工程—道路与铁道工程]
下载PDF
职称材料
题名
路基宽度对多年冻土区透壁式通风管-块石复合路基降温效应的影响
被引量:
3
3
作者
李越
孙红
葛修润
朱东鹏
陈建兵
机构
上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
中交第一公路勘察设计研究院有限公司
出处
《公路交通科技》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期28-35,共8页
基金
国家自然科学基金项目(41572255)
文摘
多年冻土区公路路基大多属高温冻土、极易受工程的影响产生融化下沉,多年冻土区宽幅公路聚热效应尤明显,路基宽度的增加会导致路基病害加重,路基稳定性问题已成为青藏道路工程建设亟待解决的关键问题。透壁式通风管-块石复合路基是一种主动降温措施。为研究其在宽幅公路的冷却效果及路基宽度的变化对路基降温效应的影响,基于块石层和通风管中空气的流速场和多孔介质传热的温度场的特征,采用两相物理场耦合关系,在考虑全球气候变暖以及路基两侧阴阳坡的条件下对宽幅公路透壁式通风管-块石复合路基的温度场进行数值模拟,分析路基施工后10年间的降温效应。研究结果表明:相较于素土路基,透壁式通风管-块石复合路基在路基下侧形成稳定冰核,对宽幅公路的冷却效果更为显著,宽度对路基的风速场和温度场影响明显。路基宽度增大,透壁式通风管风速减小,块石层风速增加,冰核面积及其下移深度增长速率变小,路基稳定时间加长,透壁式通风管-块石复合路基的降温效应逐渐减弱。当路基宽度大于32 m时,块石层风速增长速率明显放缓,低温区域面积增长速率及边缘深度下移增长速率下降,路基稳定时间延长,零温线上升高度减小。
关键词
道路工程
降温效应
数值分析
复合
路基
宽幅公路
透
壁式
通风管
Keywords
road engineering
cooling effect
numerical analysis
composite roadbed
wide highway
perforated ventilation duct
分类号
U416.168 [交通运输工程—道路与铁道工程]
原文传递
题名
多年冻土区高等级公路特殊路基长期降温效果研究
被引量:
4
4
作者
张坤
李东庆
陶坤
陈继
童刚强
机构
甘肃省交通科学研究院有限公司
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室
中交第二公路工程局有限公司
天津市地下铁道集团有限公司
出处
《冰川冻土》
CSCD
北大核心
2014年第4期976-986,共11页
基金
冻土工程国家重点实验室开放基金项目(SKLFSE201107)
国家自然科学基金项目(41271080)
+2 种基金
国家自然科学基金创新群体项目(41121061)资助
国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2012CB026102)
中国科学院西部行动计划项目(KZCX2-XB3-19)
文摘
气候变暖背景下,块石路基及通风管-封闭块石基底复合路基成为多年冻土区高等级公路冷却路基的主要结构形式.为探明不同直径块石层的渗流特征和规律,开展了立方排列球体室内风洞试验,一方面获得了渗透率和惯性阻力系数及其与球体直径间的统计关系;另一方面得到了球体层内部压力梯度与渗流速度呈二次非线性关系.基于该试验得到的参数和关系,采用多孔介质中流固耦合传热模型,通过有限体积法模拟了柴木铁路块石路基的降温效果,并利用实测数据验证了模型及参数的可靠性.在此基础之上,以青藏高等级公路特殊路基为原型,使用该传热模型开展了封闭块石基底路基和通风管-块石复合路基长期冷却降温效果的数值模拟研究.结果表明:封闭块石基底路基和通风管-封闭块石复合路基在研究期内均有降温效果,可以提高路基下人为上限,而块石夹层路基在一定时期内可以提高冻土上限,但下部土体温度升高,长期降温效果较差.
关键词
渗
透
率
惯性阻力系数
封闭
块石
基底
路基
块石
夹层
路基
通风管
-封闭
块石
基底
复合
路基
多年冻土
Keywords
permeability
inertial resistance coefficient
closed block stone embankment
block stone interlayerembankment
the ventilation duct-closed block stone embankment
permafrost
分类号
U419.92 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
透壁式通风管–块石复合路基降温效果模型试验及数值模拟
刘戈
汪双杰
孙红
袁堃
李金平
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
8
原文传递
2
透壁式通风管-块石复合气冷路基室内模型试验研究
刘戈
袁堃
李金平
穆柯
《冰川冻土》
CSCD
北大核心
2014
2
下载PDF
职称材料
3
路基宽度对多年冻土区透壁式通风管-块石复合路基降温效应的影响
李越
孙红
葛修润
朱东鹏
陈建兵
《公路交通科技》
CAS
CSCD
北大核心
2019
3
原文传递
4
多年冻土区高等级公路特殊路基长期降温效果研究
张坤
李东庆
陶坤
陈继
童刚强
《冰川冻土》
CSCD
北大核心
2014
4
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职称材料
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