中国作为世界冻土大国，近一半国土含有不同种类的冻土，在油气管道的敷设过程中冻土、冻岩问题不可避免，因此研究埋地管道周围岩石稳定性十分重要。弹性模量是分析及评价岩石结构完整性与稳定性的重要指标，埋地管道围岩宏观及微观组成结构及分布特征等对岩石弹性模量有重要影响，目前研究存在一定不足。基于多孔介质表征单元体方法，建立了饱和冻岩弹性模量计算模型。利用所建模型，以砂岩体结构为例进行了模拟计算，分析了孔隙率、含水率以及通道构成系数等变化对岩石弹性模量的影响特性。结果表明：模型的弹性模量随孔隙率的增大呈下降趋势；当孔隙率恒定时，弹性模量随含水量的增大而减小，随通道构成系数的增大而减小。
中国作为世界冻土大国，近一半国土含有不同种类的冻土，在油气管道的敷设过程中冻土、冻岩问题不可避免，因此研究埋地管道周围岩石稳定性十分重要。弹性模量是分析及评价岩石结构完整性与稳定性的重要指标，埋地管道围岩宏观及微观组成结构及分布特征等对岩石弹性模量有重要影响，目前研究存在一定不足。基于多孔介质表征单元体方法，建立了饱和冻岩弹性模量计算模型。利用所建模型，以砂岩体结构为例进行了模拟计算，分析了孔隙率、含水率以及通道构成系数等变化对岩石弹性模量的影响特性。结果表明：模型的弹性模量随孔隙率的增大呈下降趋势；当孔隙率恒定时，弹性模量随含水量的增大而减小，随通道构成系数的增大而减小。
中国作为世界冻土大国，近一半国土含有不同种类的冻土，在油气管道的敷设过程中冻土、冻岩问题不可避免，因此研究埋地管道周围岩石稳定性十分重要。弹性模量是分析及评价岩石结构完整性与稳定性的重要指标，埋地管道围岩宏观及微观组成结构及分布特征等对岩石弹性模量有重要影响，目前研究存在一定不足。基于多孔介质表征单元体方法，建立了饱和冻岩弹性模量计算模型。利用所建模型，以砂岩体结构为例进行了模拟计算，分析了孔隙率、含水率以及通道构成系数等变化对岩石弹性模量的影响特性。结果表明：模型的弹性模量随孔隙率的增大呈下降趋势；当孔隙率恒定时，弹性模量随含水量的增大而减小，随通道构成系数的增大而减小。
块石作为一种高孔隙率、大粒径的多孔介质，因其可通过调节内部冷暖季节对流方式实现多年冻土路基降温，而被广泛应用于青藏铁路工程以减弱气候变暖及工程扰动对多年冻土路基的影响。因此，精准描述块石路基结构换热机理并模拟其长期热防护效应十分重要。在一些领域内，已经证明使用局部非热平衡（LTNE）可以提升多孔介质的计算精度，但在块石结构孔隙尺度下的传热效能计算中仍较少使用。其中，多孔介质内部流固换热系数（hsf）是LTNE能量方程中重要的参数，该系数如何选取也决定着模型计算的准确性。本文以块石基底路基为例，通过数值模拟方法，将传统路基使用的局部热平衡（LTE）模型与LTNE模型的模拟结果与实测数据进行对比，并分析了不同经典hsf对块石结构换热的影响。研究结果表明，块石基底路基局部非热平衡效应明显：模拟结果显示LTNE模型中，同一时间内块石与空气温度不相等，空气与块石在夏季和冬季的最大温差高达1.54℃和0.80℃；LTNE的模拟结果与实测数据更为接近，且LTE模型的降温幅度略高于预期，二者在2 m、5 m、10 m处的年平均误差百分数分别相差6%、1%和8%；不同研究者（Achenbach、Waka...
块石作为一种高孔隙率、大粒径的多孔介质，因其可通过调节内部冷暖季节对流方式实现多年冻土路基降温，而被广泛应用于青藏铁路工程以减弱气候变暖及工程扰动对多年冻土路基的影响。因此，精准描述块石路基结构换热机理并模拟其长期热防护效应十分重要。在一些领域内，已经证明使用局部非热平衡（LTNE）可以提升多孔介质的计算精度，但在块石结构孔隙尺度下的传热效能计算中仍较少使用。其中，多孔介质内部流固换热系数（hsf）是LTNE能量方程中重要的参数，该系数如何选取也决定着模型计算的准确性。本文以块石基底路基为例，通过数值模拟方法，将传统路基使用的局部热平衡（LTE）模型与LTNE模型的模拟结果与实测数据进行对比，并分析了不同经典hsf对块石结构换热的影响。研究结果表明，块石基底路基局部非热平衡效应明显：模拟结果显示LTNE模型中，同一时间内块石与空气温度不相等，空气与块石在夏季和冬季的最大温差高达1.54℃和0.80℃；LTNE的模拟结果与实测数据更为接近，且LTE模型的降温幅度略高于预期，二者在2 m、5 m、10 m处的年平均误差百分数分别相差6%、1%和8%；不同研究者（Achenbach、Waka...
块石作为一种高孔隙率、大粒径的多孔介质，因其可通过调节内部冷暖季节对流方式实现多年冻土路基降温，而被广泛应用于青藏铁路工程以减弱气候变暖及工程扰动对多年冻土路基的影响。因此，精准描述块石路基结构换热机理并模拟其长期热防护效应十分重要。在一些领域内，已经证明使用局部非热平衡（LTNE）可以提升多孔介质的计算精度，但在块石结构孔隙尺度下的传热效能计算中仍较少使用。其中，多孔介质内部流固换热系数（hsf）是LTNE能量方程中重要的参数，该系数如何选取也决定着模型计算的准确性。本文以块石基底路基为例，通过数值模拟方法，将传统路基使用的局部热平衡（LTE）模型与LTNE模型的模拟结果与实测数据进行对比，并分析了不同经典hsf对块石结构换热的影响。研究结果表明，块石基底路基局部非热平衡效应明显：模拟结果显示LTNE模型中，同一时间内块石与空气温度不相等，空气与块石在夏季和冬季的最大温差高达1.54℃和0.80℃；LTNE的模拟结果与实测数据更为接近，且LTE模型的降温幅度略高于预期，二者在2 m、5 m、10 m处的年平均误差百分数分别相差6%、1%和8%；不同研究者（Achenbach、Waka...
冻土主要由固、液和气三相物质构成，其中固体可以看成骨架，另外两相物质填充在孔隙中，是典型的多孔介质。寒区冻土层融沉过程中，其中的孔隙结构、矿物颗粒和含冰量等参数变化幅度较大，导热系数等热物性参数随之变化，目前在精细表征和分析研究方面存在一定不足。针对含冰冻土，采用多孔介质描述方法，考虑其相态变化特性，将其分为未冻区、融化区、固结区及已冻区；基于表征单元体(representative elementary volume, REV)方法，结合冻土物理学和传热传质学理论，构建了冻土层导热分析模型，包括微观模型和宏观分析模型；以寒区土壤冻融过程为例进行模拟计算，分析了孔隙率、含水率、含冰率以及通道构成系数等对冻土导热系数的影响规律。所建模型可为寒区冻土传热机理分析及导热特性研究提供理论基础。
冻土主要由固、液和气三相物质构成，其中固体可以看成骨架，另外两相物质填充在孔隙中，是典型的多孔介质。寒区冻土层融沉过程中，其中的孔隙结构、矿物颗粒和含冰量等参数变化幅度较大，导热系数等热物性参数随之变化，目前在精细表征和分析研究方面存在一定不足。针对含冰冻土，采用多孔介质描述方法，考虑其相态变化特性，将其分为未冻区、融化区、固结区及已冻区；基于表征单元体(representative elementary volume, REV)方法，结合冻土物理学和传热传质学理论，构建了冻土层导热分析模型，包括微观模型和宏观分析模型；以寒区土壤冻融过程为例进行模拟计算，分析了孔隙率、含水率、含冰率以及通道构成系数等对冻土导热系数的影响规律。所建模型可为寒区冻土传热机理分析及导热特性研究提供理论基础。
冻土主要由固、液和气三相物质构成，其中固体可以看成骨架，另外两相物质填充在孔隙中，是典型的多孔介质。寒区冻土层融沉过程中，其中的孔隙结构、矿物颗粒和含冰量等参数变化幅度较大，导热系数等热物性参数随之变化，目前在精细表征和分析研究方面存在一定不足。针对含冰冻土，采用多孔介质描述方法，考虑其相态变化特性，将其分为未冻区、融化区、固结区及已冻区；基于表征单元体(representative elementary volume, REV)方法，结合冻土物理学和传热传质学理论，构建了冻土层导热分析模型，包括微观模型和宏观分析模型；以寒区土壤冻融过程为例进行模拟计算，分析了孔隙率、含水率、含冰率以及通道构成系数等对冻土导热系数的影响规律。所建模型可为寒区冻土传热机理分析及导热特性研究提供理论基础。
多年冻土岛大多处于连续多年冻土和季节性冻土的过渡地带,沼泽化现象很普遍,对土壤热交换条件极其敏感。结合岛状冻土区土质条件及环境因素,建立饱和冻土多孔介质水热耦合模型并进行数值计算,研究水分迁移、冰水相变对冻土温度场和埋地原油管道非稳态传热的影响。对控制和减少因管基融沉导致的安全事故,保障管道长期稳定运营具有现实指导意义。