随着青藏高原气候向暖湿化发展,降雨对多年冻土路基水热过程的影响更为显著。路基内的裂隙为雨水快速入渗提供了通道,但现有冻土路基水热研究中却极少考虑裂隙流。因此,基于传热传质耦合理论,通过调整水分边界引入降雨与蒸发,进而分析水分入渗对存在纵向裂缝的路基水热状况的影响规律。结果表明,雨水通过裂隙渗入到路基内部,并在裂隙区形成含水率较大的区域,最大扰动范围0.6 m。降雨在增大土体含水率的同时,可使土体温度升高6~8℃。长时间、小降雨强度的模式对路基土体的升温更为显著。考虑裂隙扩展与雨水的相互作用将加速冻土退化,对于多年冻土区路基裂隙,应及时采取措施进行治理。
随着青藏高原气候向暖湿化发展,降雨对多年冻土路基水热过程的影响更为显著。路基内的裂隙为雨水快速入渗提供了通道,但现有冻土路基水热研究中却极少考虑裂隙流。因此,基于传热传质耦合理论,通过调整水分边界引入降雨与蒸发,进而分析水分入渗对存在纵向裂缝的路基水热状况的影响规律。结果表明,雨水通过裂隙渗入到路基内部,并在裂隙区形成含水率较大的区域,最大扰动范围0.6 m。降雨在增大土体含水率的同时,可使土体温度升高6~8℃。长时间、小降雨强度的模式对路基土体的升温更为显著。考虑裂隙扩展与雨水的相互作用将加速冻土退化,对于多年冻土区路基裂隙,应及时采取措施进行治理。
为研究渠基土在水分与温度变化下的力学特性与冻胀特性变化特征及在水分与温度变化下衬砌渠道的冻胀响应,本文通过对渠基土进行力学特性与冻胀特性试验,研究了不同水分、不同温度条件下渠基土力学特性和冻胀特性的变化规律。并以此为依据,采用有限元数值模拟,基于水热耦合变化,对渠基土冻胀下衬砌渠道冻胀响应进行了研究。结果表明:渠基土力学特性与冻胀特性在水热耦合下呈现出复杂性。温度差异小时,水分差异对衬砌渠道冻胀变形影响小。温度差异大时,水热耦合对衬砌渠道冻胀变形影响显著。-2℃、-12℃下,衬砌渠道最大冻胀变形相较渠道底部变形大54%、70%。温度差异越大,不同温度条件下法、切向冻胀力差距越大。-5℃下最大法向、切向冻胀力相较-2℃大175%、173%,-15℃下最大法向、切向冻胀力相较-5℃大408%、200%。水分差异相较温度差异对冻胀作用影响小。在水热耦合下,渠基土冻胀作用分布具有非均匀性特征且衬砌渠道裂缝发展与分布特征具有一定规律性。温度差异越大,不同水热条件下衬砌渠道冻胀应力差距越大。-6℃下最大冻胀应力相较-4℃大57%。-14℃下最大冻胀应力相较-6℃大183%。温度越低,水分越多,对衬...
为研究渠基土在水分与温度变化下的力学特性与冻胀特性变化特征及在水分与温度变化下衬砌渠道的冻胀响应,本文通过对渠基土进行力学特性与冻胀特性试验,研究了不同水分、不同温度条件下渠基土力学特性和冻胀特性的变化规律。并以此为依据,采用有限元数值模拟,基于水热耦合变化,对渠基土冻胀下衬砌渠道冻胀响应进行了研究。结果表明:渠基土力学特性与冻胀特性在水热耦合下呈现出复杂性。温度差异小时,水分差异对衬砌渠道冻胀变形影响小。温度差异大时,水热耦合对衬砌渠道冻胀变形影响显著。-2℃、-12℃下,衬砌渠道最大冻胀变形相较渠道底部变形大54%、70%。温度差异越大,不同温度条件下法、切向冻胀力差距越大。-5℃下最大法向、切向冻胀力相较-2℃大175%、173%,-15℃下最大法向、切向冻胀力相较-5℃大408%、200%。水分差异相较温度差异对冻胀作用影响小。在水热耦合下,渠基土冻胀作用分布具有非均匀性特征且衬砌渠道裂缝发展与分布特征具有一定规律性。温度差异越大,不同水热条件下衬砌渠道冻胀应力差距越大。-6℃下最大冻胀应力相较-4℃大57%。-14℃下最大冻胀应力相较-6℃大183%。温度越低,水分越多,对衬...
为研究渠基土在水分与温度变化下的力学特性与冻胀特性变化特征及在水分与温度变化下衬砌渠道的冻胀响应,本文通过对渠基土进行力学特性与冻胀特性试验,研究了不同水分、不同温度条件下渠基土力学特性和冻胀特性的变化规律。并以此为依据,采用有限元数值模拟,基于水热耦合变化,对渠基土冻胀下衬砌渠道冻胀响应进行了研究。结果表明:渠基土力学特性与冻胀特性在水热耦合下呈现出复杂性。温度差异小时,水分差异对衬砌渠道冻胀变形影响小。温度差异大时,水热耦合对衬砌渠道冻胀变形影响显著。-2℃、-12℃下,衬砌渠道最大冻胀变形相较渠道底部变形大54%、70%。温度差异越大,不同温度条件下法、切向冻胀力差距越大。-5℃下最大法向、切向冻胀力相较-2℃大175%、173%,-15℃下最大法向、切向冻胀力相较-5℃大408%、200%。水分差异相较温度差异对冻胀作用影响小。在水热耦合下,渠基土冻胀作用分布具有非均匀性特征且衬砌渠道裂缝发展与分布特征具有一定规律性。温度差异越大,不同水热条件下衬砌渠道冻胀应力差距越大。-6℃下最大冻胀应力相较-4℃大57%。-14℃下最大冻胀应力相较-6℃大183%。温度越低,水分越多,对衬...
为了明确降雨对多年冻土区公路路基内部水热状态的影响,以青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构为背景,在室内底板-大气双控温模型箱内制作冻土路基的几何相似比(1∶6)模型。首先通过无降雨和有降雨工况对比试验明确2种工况下多年冻土区路面温度及热通量的变化特征,然后进一步探究2种工况下路基内部水分场及其温度场的变化特征,进而明确多年冻土区公路路基内部水热状态对降雨作用的响应情况。研究结果表明:降雨作用下路面温度普遍低于无降雨时的路面温度,且路面及路肩下部5 cm处热通量呈减小趋势,路面下部热通量减小相对更加明显,约为路肩下部热通量减小量的3倍,表明降雨作用缓解路基内部热量吸收;降雨会显著增加路基不同部位的浅层含水量,降低路基浅层温度,且夏季较多降雨量导致冻土路基释放出更多的热量,路基温度降低明显;降雨作用对路基不同部位下部含水量和温度的影响随着深度增加逐渐减弱,对路基下部50 cm及以下位置的含水量和温度基本没影响;相比路基其他部位,降雨作用导致天然场地含水量增加明显,而路面下部含水量增加较小;虽然路面下部含水量增加较小,但沥青路面吸收的热量较多导致自身温度较高,因此降雨作为能量冷脉...
为了明确降雨对多年冻土区公路路基内部水热状态的影响,以青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构为背景,在室内底板-大气双控温模型箱内制作冻土路基的几何相似比(1∶6)模型。首先通过无降雨和有降雨工况对比试验明确2种工况下多年冻土区路面温度及热通量的变化特征,然后进一步探究2种工况下路基内部水分场及其温度场的变化特征,进而明确多年冻土区公路路基内部水热状态对降雨作用的响应情况。研究结果表明:降雨作用下路面温度普遍低于无降雨时的路面温度,且路面及路肩下部5 cm处热通量呈减小趋势,路面下部热通量减小相对更加明显,约为路肩下部热通量减小量的3倍,表明降雨作用缓解路基内部热量吸收;降雨会显著增加路基不同部位的浅层含水量,降低路基浅层温度,且夏季较多降雨量导致冻土路基释放出更多的热量,路基温度降低明显;降雨作用对路基不同部位下部含水量和温度的影响随着深度增加逐渐减弱,对路基下部50 cm及以下位置的含水量和温度基本没影响;相比路基其他部位,降雨作用导致天然场地含水量增加明显,而路面下部含水量增加较小;虽然路面下部含水量增加较小,但沥青路面吸收的热量较多导致自身温度较高,因此降雨作为能量冷脉...
为了明确降雨对多年冻土区公路路基内部水热状态的影响,以青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构为背景,在室内底板-大气双控温模型箱内制作冻土路基的几何相似比(1∶6)模型。首先通过无降雨和有降雨工况对比试验明确2种工况下多年冻土区路面温度及热通量的变化特征,然后进一步探究2种工况下路基内部水分场及其温度场的变化特征,进而明确多年冻土区公路路基内部水热状态对降雨作用的响应情况。研究结果表明:降雨作用下路面温度普遍低于无降雨时的路面温度,且路面及路肩下部5 cm处热通量呈减小趋势,路面下部热通量减小相对更加明显,约为路肩下部热通量减小量的3倍,表明降雨作用缓解路基内部热量吸收;降雨会显著增加路基不同部位的浅层含水量,降低路基浅层温度,且夏季较多降雨量导致冻土路基释放出更多的热量,路基温度降低明显;降雨作用对路基不同部位下部含水量和温度的影响随着深度增加逐渐减弱,对路基下部50 cm及以下位置的含水量和温度基本没影响;相比路基其他部位,降雨作用导致天然场地含水量增加明显,而路面下部含水量增加较小;虽然路面下部含水量增加较小,但沥青路面吸收的热量较多导致自身温度较高,因此降雨作为能量冷脉...
为了明确降雨对多年冻土区公路路基内部水热状态的影响,以青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构为背景,在室内底板-大气双控温模型箱内制作冻土路基的几何相似比(1∶6)模型。首先通过无降雨和有降雨工况对比试验明确2种工况下多年冻土区路面温度及热通量的变化特征,然后进一步探究2种工况下路基内部水分场及其温度场的变化特征,进而明确多年冻土区公路路基内部水热状态对降雨作用的响应情况。研究结果表明:降雨作用下路面温度普遍低于无降雨时的路面温度,且路面及路肩下部5 cm处热通量呈减小趋势,路面下部热通量减小相对更加明显,约为路肩下部热通量减小量的3倍,表明降雨作用缓解路基内部热量吸收;降雨会显著增加路基不同部位的浅层含水量,降低路基浅层温度,且夏季较多降雨量导致冻土路基释放出更多的热量,路基温度降低明显;降雨作用对路基不同部位下部含水量和温度的影响随着深度增加逐渐减弱,对路基下部50 cm及以下位置的含水量和温度基本没影响;相比路基其他部位,降雨作用导致天然场地含水量增加明显,而路面下部含水量增加较小;虽然路面下部含水量增加较小,但沥青路面吸收的热量较多导致自身温度较高,因此降雨作为能量冷脉...
为了明确降雨对多年冻土区公路路基内部水热状态的影响,以青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构为背景,在室内底板-大气双控温模型箱内制作冻土路基的几何相似比(1∶6)模型。首先通过无降雨和有降雨工况对比试验明确2种工况下多年冻土区路面温度及热通量的变化特征,然后进一步探究2种工况下路基内部水分场及其温度场的变化特征,进而明确多年冻土区公路路基内部水热状态对降雨作用的响应情况。研究结果表明:降雨作用下路面温度普遍低于无降雨时的路面温度,且路面及路肩下部5 cm处热通量呈减小趋势,路面下部热通量减小相对更加明显,约为路肩下部热通量减小量的3倍,表明降雨作用缓解路基内部热量吸收;降雨会显著增加路基不同部位的浅层含水量,降低路基浅层温度,且夏季较多降雨量导致冻土路基释放出更多的热量,路基温度降低明显;降雨作用对路基不同部位下部含水量和温度的影响随着深度增加逐渐减弱,对路基下部50 cm及以下位置的含水量和温度基本没影响;相比路基其他部位,降雨作用导致天然场地含水量增加明显,而路面下部含水量增加较小;虽然路面下部含水量增加较小,但沥青路面吸收的热量较多导致自身温度较高,因此降雨作为能量冷脉...