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冻土路基与热管耦合传热分析及应用优化
| 论文题名： | 冻土路基与热管耦合传热分析及应用优化 |
| 关键词： | 冻土路基;温度场;纵向断裂;传热分析;热管耦合 |
| 摘要： | 青藏铁路作为西部大开发的标志性工程是带动我国西部地区经济的重要命脉，但冻土问题却是关系着青藏铁路成败的关键，热管作为强固多年冻土区地基的一种可行而具有竞争力的方案在青藏铁路线上已有应用，但现场的调查表明部分热管路基仍存在纵向裂缝现象，这将为铁路的安全运行带来隐患。 本文结合现场实际地质和气候条件建立了冻土耦合热管问题的相变传热模型，数值研究了不同热管管径、气候条件、冷凝段和蒸发段长度比对于热管传冷量的影响，并利用现场实测值验证了模型的可靠性；数值研究查明了多年冻土区典型高度路基引起路基纵向断裂病害的原因，论证了热管保护多年冻土和减小路基纵向断裂病害的可行性，指出了实际热管路基应用中仍存在的不足；研究了热管蒸发段埋设位置，热管的横向、纵向埋设间距对于路基底温度场的影响；创新性地研究了斜插式热管及带阳坡侧保温护道的斜插式热管在多年冻土路基融沉断裂病害防治中的应用。结果表明，大的热管管径和多年冻土区低的年平均气温均有利于热管的传冷，冷热段长度比的优化值可取稍大于0.9的值；直插式热管路基出现纵向断裂的原因是融化盘的非对称缩小造成的；为了较好的调节融化盘对称性分布，应将两侧热管的蒸发段均埋设在融化盘出现的区域，同时阳坡侧的热管向阳坡侧适当偏移；与直插式热管相比，斜插式热管更有利于路基体内融化盘的对称性分布，此外，带阳坡侧保温护道的斜插式热管路基在调整路基体内融化盘对称性上比无阳坡侧保温护道的斜插式热管路基还要优越。 本文研究结果对于冻土区热棒路基建设及为热棒路基病害提供补救措施均有重要的意义。 |
| 作者： | 王金良 |
| 专业： | 制冷及低温工程 |
| 导师： | 廖胜明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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