【摘要】：通風(fēng)管路基是一種在國內(nèi)外普遍采用并且十分有效的保護(hù)凍土的主動性工程措施。但其主要應(yīng)用在凍土地區(qū)的公路路基與鐵路路基,目前尚沒有在機(jī)場跑道路基上應(yīng)用的先例。而且國內(nèi)外有關(guān)于通風(fēng)管路基應(yīng)用于多年凍土地區(qū)機(jī)場跑道方面的研究幾乎為一片空白。根據(jù)中國民航總局十三五建設(shè)規(guī)劃,未來將在多年凍土地區(qū)陸續(xù)開展機(jī)場建設(shè)。但凍土的性質(zhì)很不穩(wěn)定,對溫度的變化極為敏感是多年凍土地區(qū)機(jī)場跑道建設(shè)中的一大難點(diǎn)。而且在凍土上修建跑道勢必會對凍土層的熱交換條件造成擾動,使跑道下部多年凍土溫度上升,承載力下降,甚至?xí)绊懪艿赖恼Ｊ褂�。由此可見對于多年凍土地區(qū)跑道溫控措施的研究已迫在眉睫。因此,本文通過數(shù)值模擬軟件FLUENT,對通風(fēng)管路基應(yīng)用于多年凍土地區(qū)機(jī)場跑道的可行性進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容與成果如下:1.對東北高緯度多年凍土的分布特征、形成原因以及對其穩(wěn)定產(chǎn)生影響的各種因素進(jìn)行了概述,總結(jié)了目前在多年凍土區(qū)機(jī)場建設(shè)中需要面臨的各種問題。綜合跑道的工程性質(zhì)以及凍土區(qū)各種溫控措施的作用機(jī)理,提出了一種適用于多年凍土區(qū)機(jī)場跑道的主動性溫控措施,基于隔熱層、碎石層及通風(fēng)管三種溫控措施的組合措施——透壁通風(fēng)管跑道道基。2.根據(jù)東北多年凍土地區(qū)的氣候條件、土質(zhì)特征以及為簡化模型作出的基本假設(shè),建立了透壁通風(fēng)管跑道有限元計(jì)算模型。并對透壁通風(fēng)管的管壁開孔率、埋深、管徑、管間距、管內(nèi)風(fēng)速以及通風(fēng)時間等影響降溫效果的核心參數(shù)進(jìn)行反復(fù)的推導(dǎo)與驗(yàn)證,并最終確定最佳降溫效果時各項(xiàng)參數(shù)的取值。3.建立透壁通風(fēng)管內(nèi)含風(fēng)阻的跑道模型,對風(fēng)阻的位置以及透風(fēng)面積等因素對跑道溫度場的變化進(jìn)行了研究,得到風(fēng)阻位于通風(fēng)管正中部且透風(fēng)面積為30%時降溫效果最佳。并對比了有風(fēng)阻和無風(fēng)阻透壁通風(fēng)管的降溫效果,最終確定有風(fēng)阻透壁通風(fēng)管的降溫效果要優(yōu)于無風(fēng)阻透壁通風(fēng)管。4.對透壁通風(fēng)管跑道長期運(yùn)行過程中跑道下方凍土的逐月和逐年變化規(guī)律進(jìn)行研究,并每隔5年提取跑道下方凍土的地溫進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)透壁通風(fēng)管跑道確實(shí)具有十分良好的降溫效果。5.通過室內(nèi)縮尺試驗(yàn)與透壁通風(fēng)管跑道有限元計(jì)算模型進(jìn)行對比,驗(yàn)證了模型計(jì)算結(jié)果的正確性,同時證明了模型對實(shí)際工程應(yīng)用具有一定的參考價值。
【圖文】：

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒論景和意義通常是指含冰且溫度低于 0℃的各類巖石與土壤，不含冰但溫度。然而在自然環(huán)境下，凍土層中同時含有凍土與寒土，所以不論土壤溫度低于 0℃的地殼均稱為凍土區(qū)。而凍土分為短時凍土、中永凍土又根據(jù)連續(xù)程度的不同分為連續(xù)分布和不連續(xù)分布，連續(xù)分布否則為不連續(xù)分布。我國凍土面積僅僅排在俄羅斯和加拿。永凍土的面積更是占到了國土面積的 22.3%[1]。而且從圖 1-1西北部高山以及東北的大、小興安嶺地區(qū)為我國多年凍土的主要山和青藏高原凍土區(qū)屬于高海拔多年凍土區(qū)，，東北大、小興安嶺土區(qū)。

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文證透壁通風(fēng)管跑道的長期使用效果。4.室內(nèi)縮尺試驗(yàn)對溫度場變化規(guī)律評價通過室內(nèi)縮尺試驗(yàn)與透壁通風(fēng)管跑道有限元計(jì)算模型進(jìn)行對比，驗(yàn)證模型計(jì)算結(jié)果的正確性并評定溫度場變化規(guī)律的真實(shí)性。1.4 技術(shù)路線
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V351.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2656917