导热系数是衡量材料传热能力的重要参数。为了提高非饱和冻土导热系数的预测精度,基于最小热阻力法则和均匀化方法,提出了一种非饱和冻土的导热系数预测模型,然后利用既有实验数据对模型有效性进行验证,并通过Sobol指数敏感性分析方法评估了土质、孔隙率、饱和度和水分转化系数对导热系数的影响程度。结果表明,新模型可有效反映冻土导热系数变化规律,其预测值与实测值的偏差仅为2%。当孔隙率由0.8减小到0.2时,导热系数增大约50%;随着饱和度从20%增加到80%、水分转化系数从0.2增加到0.8,导热系数分别增大了56%和32%。饱和度对导热系数的直接影响最大,孔隙率次之,水分转化系数和土质类型的影响较小。研究成果可为高寒地区热工计算提供准确的计算参数,实现冻土工程温度场的有效评估。
导热系数是衡量材料传热能力的重要参数。为了提高非饱和冻土导热系数的预测精度,基于最小热阻力法则和均匀化方法,提出了一种非饱和冻土的导热系数预测模型,然后利用既有实验数据对模型有效性进行验证,并通过Sobol指数敏感性分析方法评估了土质、孔隙率、饱和度和水分转化系数对导热系数的影响程度。结果表明,新模型可有效反映冻土导热系数变化规律,其预测值与实测值的偏差仅为2%。当孔隙率由0.8减小到0.2时,导热系数增大约50%;随着饱和度从20%增加到80%、水分转化系数从0.2增加到0.8,导热系数分别增大了56%和32%。饱和度对导热系数的直接影响最大,孔隙率次之,水分转化系数和土质类型的影响较小。研究成果可为高寒地区热工计算提供准确的计算参数,实现冻土工程温度场的有效评估。
导热系数是衡量材料传热能力的重要参数。为了提高非饱和冻土导热系数的预测精度,基于最小热阻力法则和均匀化方法,提出了一种非饱和冻土的导热系数预测模型,然后利用既有实验数据对模型有效性进行验证,并通过Sobol指数敏感性分析方法评估了土质、孔隙率、饱和度和水分转化系数对导热系数的影响程度。结果表明,新模型可有效反映冻土导热系数变化规律,其预测值与实测值的偏差仅为2%。当孔隙率由0.8减小到0.2时,导热系数增大约50%;随着饱和度从20%增加到80%、水分转化系数从0.2增加到0.8,导热系数分别增大了56%和32%。饱和度对导热系数的直接影响最大,孔隙率次之,水分转化系数和土质类型的影响较小。研究成果可为高寒地区热工计算提供准确的计算参数,实现冻土工程温度场的有效评估。
导热系数是衡量材料传热能力的重要参数。为了提高非饱和冻土导热系数的预测精度,基于最小热阻力法则和均匀化方法,提出了一种非饱和冻土的导热系数预测模型,然后利用既有实验数据对模型有效性进行验证,并通过Sobol指数敏感性分析方法评估了土质、孔隙率、饱和度和水分转化系数对导热系数的影响程度。结果表明,新模型可有效反映冻土导热系数变化规律,其预测值与实测值的偏差仅为2%。当孔隙率由0.8减小到0.2时,导热系数增大约50%;随着饱和度从20%增加到80%、水分转化系数从0.2增加到0.8,导热系数分别增大了56%和32%。饱和度对导热系数的直接影响最大,孔隙率次之,水分转化系数和土质类型的影响较小。研究成果可为高寒地区热工计算提供准确的计算参数,实现冻土工程温度场的有效评估。
基于饱和冻土介质波动理论,探讨了在饱和冻土地基自由表面上,传播速度较快的SH1的反射及能量传输问题。该文建立了饱和冻土的自由场地分析模型,通过Helmholtz矢量分解和边界条件,推导出两种反射SH波的振幅比及能量率的理论表达式。研究了入射频率、温度(含冰量)、孔隙率、胶结参数及接触参数对两种反射弹性波振幅和能量分配比的影响规律。研究结果表明:随着频率增加,反射S1波的振幅比和能量率逐渐减小,反射S2波增加;当入射角为90°时,仅有反射S1波存在;在未冻土(T=-0.1℃)时,反射S2波消失,S1波振幅比随温度的升高而增大,当为低温高含冰量时,反射S2波振幅比最高。此外,胶结参数、孔隙率和接触参数的变化会显著影响两种反射弹性波的振幅和能量分配比。
基于饱和冻土介质波动理论,探讨了在饱和冻土地基自由表面上,传播速度较快的SH1的反射及能量传输问题。该文建立了饱和冻土的自由场地分析模型,通过Helmholtz矢量分解和边界条件,推导出两种反射SH波的振幅比及能量率的理论表达式。研究了入射频率、温度(含冰量)、孔隙率、胶结参数及接触参数对两种反射弹性波振幅和能量分配比的影响规律。研究结果表明:随着频率增加,反射S1波的振幅比和能量率逐渐减小,反射S2波增加;当入射角为90°时,仅有反射S1波存在;在未冻土(T=-0.1℃)时,反射S2波消失,S1波振幅比随温度的升高而增大,当为低温高含冰量时,反射S2波振幅比最高。此外,胶结参数、孔隙率和接触参数的变化会显著影响两种反射弹性波的振幅和能量分配比。
基于饱和冻土介质波动理论,探讨了在饱和冻土地基自由表面上,传播速度较快的SH1的反射及能量传输问题。该文建立了饱和冻土的自由场地分析模型,通过Helmholtz矢量分解和边界条件,推导出两种反射SH波的振幅比及能量率的理论表达式。研究了入射频率、温度(含冰量)、孔隙率、胶结参数及接触参数对两种反射弹性波振幅和能量分配比的影响规律。研究结果表明:随着频率增加,反射S1波的振幅比和能量率逐渐减小,反射S2波增加;当入射角为90°时,仅有反射S1波存在;在未冻土(T=-0.1℃)时,反射S2波消失,S1波振幅比随温度的升高而增大,当为低温高含冰量时,反射S2波振幅比最高。此外,胶结参数、孔隙率和接触参数的变化会显著影响两种反射弹性波的振幅和能量分配比。
基于饱和冻土介质波动理论,探讨了在饱和冻土地基自由表面上,传播速度较快的SH1的反射及能量传输问题。该文建立了饱和冻土的自由场地分析模型,通过Helmholtz矢量分解和边界条件,推导出两种反射SH波的振幅比及能量率的理论表达式。研究了入射频率、温度(含冰量)、孔隙率、胶结参数及接触参数对两种反射弹性波振幅和能量分配比的影响规律。研究结果表明:随着频率增加,反射S1波的振幅比和能量率逐渐减小,反射S2波增加;当入射角为90°时,仅有反射S1波存在;在未冻土(T=-0.1℃)时,反射S2波消失,S1波振幅比随温度的升高而增大,当为低温高含冰量时,反射S2波振幅比最高。此外,胶结参数、孔隙率和接触参数的变化会显著影响两种反射弹性波的振幅和能量分配比。
近年来,冻结多孔介质在地球物理勘探领域引起广泛关注,以往冻土介质中波的传播特性研究多集中在1种或2种介质分界面处,为更直观地反映SH波在冻土层中的传播规律,基于冻结饱和多孔介质的波动理论,建立平面SH波入射下基岩上覆饱和冻土层的自由场地模型。结合Helmholtz矢量分解定理,通过建立动力刚度矩阵,获得饱和冻土中SH波传播速度的解析表达式。分析入射角度、入射频率、胶结参数、孔隙率、温度以及接触参数对SH波传播速度的影响规律。研究结果表明:SH波的传播速度随胶结参数和接触参数的增大而显著增大;整体上随孔隙率和温度的增大逐渐增大;SH波的入射角度对其传播速度影响显著,随入射角度的增大,传播速度呈非线性变化;不同入射角度随各参数变化下均有对应的速度峰值频率,动力响应变化加剧多集中在高频段。
近年来,冻结多孔介质在地球物理勘探领域引起广泛关注,以往冻土介质中波的传播特性研究多集中在1种或2种介质分界面处,为更直观地反映SH波在冻土层中的传播规律,基于冻结饱和多孔介质的波动理论,建立平面SH波入射下基岩上覆饱和冻土层的自由场地模型。结合Helmholtz矢量分解定理,通过建立动力刚度矩阵,获得饱和冻土中SH波传播速度的解析表达式。分析入射角度、入射频率、胶结参数、孔隙率、温度以及接触参数对SH波传播速度的影响规律。研究结果表明:SH波的传播速度随胶结参数和接触参数的增大而显著增大;整体上随孔隙率和温度的增大逐渐增大;SH波的入射角度对其传播速度影响显著,随入射角度的增大,传播速度呈非线性变化;不同入射角度随各参数变化下均有对应的速度峰值频率,动力响应变化加剧多集中在高频段。