本文關(guān)鍵詞：人工凍結(jié)溫度場特性研究及導(dǎo)熱系數(shù)反分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文在一開始對一些有關(guān)于凍結(jié)施工的理論進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述,例如人工凍結(jié)法、凍結(jié)溫度場、凍土導(dǎo)熱系數(shù)及反問題的一些相關(guān)理論。然后運(yùn)用以上理論,結(jié)合某某地鐵具體的施工方案,對該地鐵的凍結(jié)溫度場進(jìn)行了實(shí)測分析。同時(shí)取該地鐵隧道非常典型的5.4m淤泥質(zhì)粉細(xì)砂土層,對該土層進(jìn)行試驗(yàn),獲取改土層的相關(guān)參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對土體的導(dǎo)熱系數(shù)和土體分析進(jìn)行了研究,并采用了目前國內(nèi)外主流非常有限元分析軟件ANSYS,利用數(shù)值模擬方法對凍結(jié)溫度場進(jìn)行模擬和分析。最后對地鐵凍結(jié)施工中的凍結(jié)壁的發(fā)展做出了預(yù)測并給出了一些合理化的建議。導(dǎo)熱系數(shù)是研究溫度場的一個(gè)重要參數(shù),對導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),得出了導(dǎo)熱系數(shù)與干密度、含水率有關(guān)的結(jié)論,干密度、含水率是影響最大的因素,人工凍結(jié)淤泥質(zhì)粉細(xì)砂-10℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)平均增長率約為每0.1g/cm3增長0.06W/m·K,人工凍結(jié)淤泥質(zhì)粉細(xì)砂-1 0℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)的平均增長率約為每增長5%的含水率導(dǎo)熱系數(shù)增長0.04W/m·K。在使用最小二乘理論的基礎(chǔ)上,試驗(yàn)設(shè)置幾個(gè)導(dǎo)熱系數(shù),并對其進(jìn)行分析和優(yōu)化,最后的導(dǎo)熱系數(shù)是對應(yīng)于最低目標(biāo)函數(shù)值為30.77,此時(shí)對應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)為1.35 W/m·K,導(dǎo)熱系數(shù)對應(yīng)的溫度場模擬結(jié)果最接近實(shí)測值。然后將此導(dǎo)熱系數(shù)下的溫度模擬值與實(shí)測溫度值進(jìn)行比較,得出四個(gè)測溫孔的溫度模擬值與實(shí)測值相差不大,這就意味著試驗(yàn)的真實(shí)性和反分析的可靠性。在文章最后運(yùn)用ANSYS軟件對5.4m層位的土體進(jìn)行溫度、凍結(jié)壁厚度進(jìn)行了模擬,并在該基礎(chǔ)上做出了預(yù)測5.4m土層處的交圈時(shí)間預(yù)測為第60天。本文的研究成果為凍土的反分析提供了新的方法,也為地下凍結(jié)法施工提供了經(jīng)驗(yàn)參考,具有重要的研究意義和工程價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：凍結(jié)溫度場 導(dǎo)熱系數(shù) 反分析 試驗(yàn) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U231.3;U455.49
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-23
• 1.1 課題的提出13-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 凍結(jié)溫度場的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 巖土反分析的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 課題研究內(nèi)容及技術(shù)路線20-23
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容及方法20-21
• 1.3.2 技術(shù)路線21-23
• 2 凍結(jié)溫度場的基本理論23-29
• 2.1 溫度場的基本概述23-25
• 2.2 凍土熱物理參數(shù)25-26
• 2.3 溫度場變化過程的數(shù)學(xué)模型26-29
• 2.3.1 積極凍結(jié)階段26-28
• 2.3.2 維護(hù)凍結(jié)階段28
• 2.3.3 自然解凍階段28-29
• 3 凍土的導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)29-43
• 3.1 試驗(yàn)研究的背景和意義29
• 3.2 試驗(yàn)研究的內(nèi)容29-35
• 3.2.1 常規(guī)土工試驗(yàn)29-31
• 3.2.2 導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)31-35
• 3.2.2.1 試驗(yàn)的原理31-32
• 3.2.2.2 試驗(yàn)的儀器32-35
• 3.3 試驗(yàn)的結(jié)果和分析35-41
• 3.3.1 試驗(yàn)結(jié)果35-36
• 3.3.2 試驗(yàn)分析36-41
• 3.3.2.1 導(dǎo)熱系數(shù)與干密度的關(guān)系36-38
• 3.3.2.2 導(dǎo)熱系數(shù)與含水率的關(guān)系38-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 4 凍結(jié)溫度場實(shí)測分析43-57
• 4.1 工程概況43-47
• 4.1.1 地質(zhì)條件46-47
• 4.1.2 氣候條件47
• 4.1.3 地下水位47
• 4.2 實(shí)測溫度場分析47-56
• 4.2.1 凍結(jié)鹽水溫度實(shí)測變化47-49
• 4.2.2 測溫孔溫度實(shí)測變化49-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 5 凍土的導(dǎo)熱系數(shù)反分析和溫度場數(shù)值模擬57-71
• 5.1 概述57
• 5.2 本文導(dǎo)熱系數(shù)反分析的方法57-59
• 5.2.1 導(dǎo)熱系數(shù)反分析的思路58
• 5.2.2 導(dǎo)熱反分析數(shù)學(xué)模型58-59
• 5.3 導(dǎo)熱系數(shù)反分析中的數(shù)值模擬59-68
• 5.3.1 ANSYS軟件介紹59-60
• 5.3.2 建模、劃分網(wǎng)格60-62
• 5.3.3 反分析計(jì)算結(jié)果62-64
• 5.3.4 凍結(jié)溫度場的分析與預(yù)測64-68
• 5.3.4.1 凍結(jié)溫度場分布云圖64-68
• 5.3.4.2 交圈時(shí)間預(yù)測68
• 5.3.4.3 凍結(jié)壁有效厚度及平均溫度68
• 5.4 本章小結(jié)68-71
• 6 主要結(jié)論和展望71-73
• 6.1 主要結(jié)論71-72
• 6.2 本文展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-79
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王濤;周國慶;;考慮土性參數(shù)不確定性的單管凍結(jié)溫度場分析[J];煤炭學(xué)報(bào);2014年06期

2 胡向東;任輝;;3排管凍結(jié)梯形-拋物弓疊合等效溫度場模型和平均溫度[J];煤炭學(xué)報(bào);2014年01期

3 張濤;楊維好;宋雷;黃家會;;深井三圈管局部保溫凍結(jié)溫度場研究[J];能源技術(shù)與管理;2009年05期

4 岳豐田;王濤;;扎賚諾爾礦區(qū)白堊系地層凍結(jié)溫度場實(shí)測與分析[J];河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年02期

5 王濤;岳豐田;檀魯新;齊吉龍;國重寬;張洪清;;白堊系地層凍結(jié)溫度場實(shí)測與數(shù)值模擬分析[J];煤炭技術(shù);2009年03期

6 姚兆明;;人工凍土熱工參數(shù)智能反演方法研究[J];低溫建筑技術(shù);2007年05期

7 李棟偉;汪仁和;胡璞;;多圈管凍結(jié)瞬態(tài)溫度場有限元數(shù)值分析[J];煤田地質(zhì)與勘探;2007年02期

8 高瑋;馮夏庭;;基于免疫連續(xù)蟻群算法的巖土工程反分析研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2005年23期

9 侯曙光,黃曉明,汪雙杰;基于優(yōu)化遺傳算法的凍土路基熱物性參數(shù)反演[J];公路交通科技;2005年01期

10 金川,汪仁和,王偉;張集礦北區(qū)地層凍結(jié)溫度場的實(shí)測與分析[J];安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年02期

  本文關(guān)鍵詞：人工凍結(jié)溫度場特性研究及導(dǎo)熱系數(shù)反分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：464535