新型块石护坡的降温效果与冷却机理数值试验研究

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1、分类号UDC学号03210347活瞬衬，去军硕士学位论文新型块石护坡的降温效果与冷却机理数值试验研究康佳梅学科名称:岩土工程学科门类:工学指导教师:李宁教授申请日期:2006年03月独创性声明秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明:本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任论文作

2、者签名:川触业-少。挥多月22日学位论文使用授权声明本人在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩，并已经在西安理工大学申请博士/硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即:l)已获学位的研究生按学校规定提交印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编人有关数据库进行检索;2)为教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所或在校园网上供校内师生阅读

3、、浏览。本人学位论文全部或部分内容的公布(包括刊登)授权西安理工大学研究生部办理。(保密的学位论文在解密后，适用本授权说明)论文作者签名:导~:车、年多·和摘要新型块石护坡的降温效果与冷却机理数值试验研究学科:岩土工程答辩日期:如‘，.蒸找导师:李宁教授签名:作者:康佳梅签名:一泛红雀南一一摘要作为主动冷却地基措施之一的新型块石护坡一遮阳板块石护坡，块石护坡的块石粒径、铺设厚度以及路堤高度不同，块石多孔介质内部的空气对流会产生不同的降温效果和冷却机理。本文针对青藏铁路工程中的块石护坡自然对流与传导，利用陈飞熊博士和本人

4、导师李宁教授开发的冻土工程三场祸合模型的系统3G2001，试图从量化的角度对新型块石护坡路基的不同路堤高度、块石层厚度、块石粒径、空气密度和冻融活动层土性之间的降温效果进行数值试验研究，为优化设计提供科学依据。主要研究成果如下:1.新型块石护坡一2℃温度波传递深度比传统的开放式块石护坡增大10”20%左右，说明人工营造的自然对流环境比强风造成的强迫对流换热更有利于冻土的降温冷却。对于新型块石护坡，4m高度路堤的一2℃温度波传递深度在第功年传递深度比第一年增大了2倍多，与其他高度的路堤相比表现出良好的降温效果;与传统路基

5、基底融化深度随路堤高度增加而线性增加不同的是新型块石护坡骊高度的路堤基底融化深度10年来最小，明显优于其他路堤高度。2.本文的数值试验结果表明新型块石护坡由于遮阳板大大削弱了太阳辐射的影响，从而克服了传统开放式块石护坡冬季大粒径的块石冷却能力强，夏季吸热量多的矛盾，新型块石护坡存在一个最优粒径使得冷却能力最强，本文发现块石粒径为15cm时降温效果最显著。同时分析结果表明空气密度对新型块石护坡降温效果很小。3，一般认为，开放式的块石护坡在强迫对流作用下块石层越厚越好，本文的研究表明新型块石护坡在自然对流环境下，存在一个最

6、优的块石层厚度。本文经4种常用的厚度设计方案对比，得出1.0m厚度降温效果最佳。4当冻融活动层为草炭亚粘土时，它的干密度和含水量处于不同状态时，对温度场的影响很明显。导热系数偏小时起到了保温材料的作用，难以达到自然调节冻土上限热平衡状况的目的，导热系数偏大时，降温效果显著，但是温度振幅太大，容易增加活动层厚度。关键词:遮阳板块石护坡自然对流路堤高度块石粒径块石层厚度AbstraCt拍UM三RICALSTUDYON000LI翻G吃FF巨CTANDM尼OHANISMOFNEWTYpERlpRApEO.ROOKSLOp吃SU

7、BJECT:GeotechnicalEngineeringOat.:沥‘.奏欢Advisor:LiNingSignature:Author:KangJiameiSignature:AbstraCtAsanefectiveeoolingmeasurefor而lwayembankmentinPermafrost50115，eolingefeetandmeeh耐smarediferentinPOrousmediafordiferentPartielesizeoftheriPPed.stone，emban沁nentheight

8、andthieknessofriPped一stonelayerofthenewtyperiPraped一rocksloPe.Basedontheequstionsofheat尔劝sferinlargePOrousmediaandthePrograln3G2001devloped勿DoctorChenFe诵ongandauthor，