發(fā)布時間：2018-10-05 20:35

【摘要】：針對凍土凍融過程中存在移動相變界面及材料分區(qū)不斷變化的特點,基于已建立的能全面地描述凍土的水、熱、力與變形實際狀態(tài)的準(zhǔn)飽和凍土耦合模型,推導(dǎo)土顆粒、水和冰顆粒的溫度場、變形場及水分場的擴展有限元解析格式,構(gòu)建水熱力相互作用在程序中實現(xiàn)的具體方法,開發(fā)一款能夠為實際凍土工程服務(wù)的耦合分析平臺3GEXFEM,利用程序?qū)ukuda系列試驗進(jìn)行數(shù)值模擬,分析得到的溫度場、水分場與變形場與試驗結(jié)果較一致,驗證了程序的合理性和先進(jìn)性。此外,基于程序系統(tǒng)地研究不同環(huán)境條件:上覆壓力、溫度梯度、變溫模式、溫變速率對凍土凍結(jié)過程中水熱力耦合的影響,為模型及程序的工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:In view of the characteristics of moving phase transition interface and changing material partition during freezing and thawing process of frozen soil, based on the established quasi-saturated frozen soil coupling model which can describe the actual state of frozen soil, such as water, heat, force and deformation, the soil particle is deduced. The expanded finite element analytic format of the temperature field, deformation field and water field of water and ice particles, and the concrete method of realizing the hydrothermal interaction in the program are constructed. A coupling analysis platform 3GEXFEMwas developed for practical frozen soil engineering. The numerical simulation of Fukuda series tests was carried out by using the program. The temperature field, water field and deformation field obtained from the analysis were in good agreement with the experimental results. The rationality and advanced nature of the program are verified. In addition, the effects of different environmental conditions, such as overburden pressure, temperature gradient, temperature change model and temperature change rate, on the coupling of water and heat in freezing process of frozen soil are systematically studied based on the program, which lays a foundation for the engineering application of the model and program.
【作者單位】： 西安理工大學(xué)巖土工程研究所;中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院有限公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(51179153) 陜西省教育廳專項科研計劃資助項目(17JK0557)~~
【分類號】：TU445

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本文編號：2254788