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水渗流作用下人工冻结壁形成规律的模型试验及耦合场有限元仿真研究
| 论文题名： | 水渗流作用下人工冻结壁形成规律的模型试验及耦合场有限元仿真研究 |
| 关键词： | 人工地层冻结;渗流场;耦合场;有限元 |
| 摘要： | 本论文选定了饱和砂渗流地层的人工冻结过程作为研究的工程对象，根据国内外的工程实践和多孔介质传热传质耦合机理研究的最新成果，提出理论假设，建立了用于解析理论、数值计算、模型试验等问题研究的基本理论框架。 本研究对冻土区的瞬态升温过程进行了解析理论分析，研究了冻结壁几何尺寸对冻结壁温度场回升过程的影响，提出了利用中心测温来判断冻结壁异常的理论依据。 根据弹塑性理论，研究了冻土区冻胀后的变形对融土区变形和孔隙率变化的影响，同时论述了温度场对渗流场的耦合作用机理，从而揭示了渗透系数的综合耦合作用机理的物理意义，并得到饱和砂层的渗透性能的实验验证，采用Excel统计工具，建立渗透系数随有效应力和温度变化的回归公式。 建立了渗流地层二孔常规盐水冻结过程的试验模型，推导了相似准则，通过正交化模型试验，研究了渗流速度、孔间距、盐水温度和盐水流量对冻结壁交圈时间、上游和下游冻结壁发展的影响。 通过上述理论和模型研究，本论文首次较完整地揭示了在渗流场地层中的冻结壁形成规律和渗流场的变化规律，提出了地层冻结工程中水渗流危害的防治措施，研究成果可直接应用于工程实际。 |
| 作者： | 周晓敏 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王梦恕 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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