青藏高原多年冻土区宽幅通风管路基降温技术研究

来源 :何宗杭 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cmdl_CQ
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着国家高速公路网的逐渐完善,高等级宽幅公路逐渐向青藏高原多年冻土区发展。然而,在沥青路面吸热与全球气候升高的影响下,路基底部多年冻土温度会迅速升高,路基将会出现热融沉陷等一系列病害,这给宽幅冻土路堤的稳定带来了更多的困难。通风管路基作为一种主动降温的路基结构,能降低路基多年冻土地温、抬升路基人为上限,现在已经被青藏铁路广泛采用。传统的通风管因为埋设方式受地形限制较大,通风效果差,管口容易被风砂堵塞等缺点,所以其不能较好的冷却比铁路宽度大5倍左右且拥有高吸热能力沥青路面的青藏高速公路。鉴于上述,课题组团队提出了一种新型通风装置将不受传统通风管路基的诸多限制,是能主动高效保护高温冻土的工程措施。本文以青藏高原北麓河地质数据建立新型通风管路基三维模型,对新型通风管路基的冷却效果、温度变化、路基融沉、管道设计参数优化进行了分析。具体的研究内容与研究成果主要包括以下几个方面。(1)针对现有通风管路基存在的不足,提出了一种新型主动通风装置解决了传统通风管路基容易被堵塞、冷却效率较低等诸多问题。同时通过室内抽气试验验证了该装置的可行性,并对新型主动通风装置如何运用到青藏高速公路的工程技术进行了研究,编写了新型通风管路基管道的设计参数与新型通风管路基装配式施工说明。(2)基于数值计算结果,通过对比不同路基的地温、冻土上限、通风管工作状态与沉降的变化规律。结果证明现有的通风路基通风方式存在不足,没有充分的利用风能。冷季通风路基虽然避免了暖季气流进入通风管,但是在冷季末期的高负温气流进入通风管会加热土体,不利于冻土路基稳定;然而新型通风路基处于智能控温时,能够使得管道内气流温度一直小于路基土体温度,可最大程度的延长路基冻结时间,减小路基的沉降变形。(3)进一步对新型通风管路基的管道设计参数进行了优化,发现管道直径为0.4m,管道间距为2.4m,管道埋设在天然地面0.0m处路基降温效果较好并可方便施工。同时,由于路基边坡吸热较大,应当在路堤边坡铺设保温板,以减小边坡融化与阴阳坡效应。(4)建立了新型通风管路基的最长使用距离与路基场地因素间的函数关系式,并对最长使用距离下路基的温度与沉降变化进行了研究,可为新型通风装置在青藏高速公路中的运用提供理论依据。
其他文献
柔性电子技术是一种将电子器件或电路制备于可弯曲/可延性基板上的新兴电子技术,具有可弯曲/可延展、成本低、便携性强和质量轻等优势。随着柔性电子技术的发展,面向可穿戴无线通信系统、共形雷达等应用的柔性微波电子器件也获得了更多关注。与硅、砷化镓、碳纳米管等半导体技术相比,氮化镓高电子迁移率晶体管(Ga N HEMT)具有高功率密度和高效率等优势,近年来成为了柔性微波功率器件的研究热点。由于Ga N外延生
学位
水稻是我国三大粮食作物之一,但其生长过程受到多种病虫害的威胁,其中以稻飞虱最为严重。我国发生的稻飞虱种类主要包括褐飞虱和白背飞虱,是我国的一类农作物病虫害,也是亚洲稻区威胁最大的迁飞性害虫。近20年来,稻飞虱在我国华南西南稻区的发生面积大、暴发频率高,造成了较严重的稻谷产量损失。有效防控稻飞虱的前提是大范围高精度的种群动态监测预报。然而由于稻飞虱种群时空动态的复杂性,人们对大尺度下稻飞虱种群动态认
学位
阵列三维合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有三维空间分辨能力,被广泛应用于环境监测、安检及雷达散射截面积(Radar Cross Section,RCS)测量等军用和民用领域。然而,基于匹配滤波原理的三维成像结果通常有较高旁瓣且易受背景噪声干扰,难以满足高精度成像的要求。基于稀疏重构原理的三维成像算法虽然可以改善图像质量,但是在用于三维稀疏成像时,所需计算时
学位
分布式雷达系统是一种新体制雷达,其将空间内广泛分布的雷达节点,通过组网技术组合为一个有机整体,并以协同的方式对空间信息进行感知与获取。分布式雷达系统具有空间复用性、多自由度等众多优势,是雷达发展的重要方向。对分布式雷达系统的拓扑构型及资源进行优化可以充分利用其分布式探测的体制优势,使系统检测、定位、跟踪等多方面的性能得以显著提升。因此,拓扑构型及资源优化是分布式雷达的关键技术之一,已成为国内外雷达
学位
东北中高纬度地区处于东亚季风边缘地带,发育了大面积泥炭地,对气候变化响应敏感。在湿地生态系统演化、土壤-生态系统共同进化的过程中,磷元素作为重要的营养元素均参与其中。在泥炭地中,有机磷逐渐累积在植物残体中,长期影响土壤磷库及磷形态分配。东北寒冷气候条件和泥炭地厌氧土壤环境使有机磷能够较为稳定的随泥炭层的形成保存在剖面中。不同演化阶段的泥炭地由于植被、土壤环境等原因导致对磷的积累、利用机制差别较大,
学位
目标检测是计算机视觉领域的共性基础问题,在公共安全、智能制造、智能交通等诸多领域,具有重要的理论意义和应用价值。然而,实际应用场景通常包含目标种类数目繁多、尺度变化大、背景噪声干扰以及模态数据差异等复杂分布特性,导致目标检测面临目标漏检、类别混淆、定位困难等关键问题。研究有效的目标检测模型成为计算机视觉领域和多媒体应用的迫切需求。因此,本文围绕上述问题开展视觉目标检测关键技术研究,以构建高效的目标
学位
太赫兹通信技术作为敲开未来6G高速通信的关键钥匙,已成为通信与信息科学领域需求导向的重大科学问题研究方向之一。太赫兹直接调制技术有望实现高速大容量数据传输以及波束的快速捷变和扫描,对于推动太赫兹通信以及成像等系统实现应用有着重要作用。而大功率容量的太赫兹源、高性能的调制器件等诸多核心器件已成为太赫兹应用领域最核心、最亟待解决的关键技术。此外,面向实际应用的太赫兹系统,对模块的集成小型化提出了新的要
学位
不同规模的节理广泛存在于岩体中,是影响岩体力学性能、控制岩体工程稳定性的主要因素。其还是岩体中地下水渗流的主要通道,在外部荷载作用下会发生法向闭合变形,引起节理的微观变化,进而引起渗流。在天然节理中,岩石节理多以充填岩石节理的形式存在,充填介质对变形有很大的影响,因此研究充填岩石节理法向闭合变形特性有着重要的意义。本文制备了具有第5~10条Barton标准剖面线形貌特征的6种水泥浆类岩石节理试件,
学位
秸秆还田是提高农田土壤有机碳储量,维持土壤质量,提供作物养分的重要农艺措施。根际微域是土壤养分转化的生物化学过程的热点区域,植物碳流影响根际微生物的活性,进而影响秸秆氮的矿化速率,解析根际效应影响秸秆氮矿化的微生物作用机制对于提高后茬作物对秸秆氮的利用率,完善农田土壤氮循环理论有重要意义;另一方面,不同秸秆碳氮比影响土壤有机碳沉积及其稳定性,这一转化过程取决于土壤微生物群落的响应,解析秸秆有机氮矿
学位
柱状节理是常见于玄武岩中的一种原生张性破裂构造。由于柱状节理的存在,完整岩块被切割成规则或不规则的棱柱型块体,形成柱状节理岩体,其内部富含多组节理切割面及微裂隙,在开挖前紧密咬合,具有较好的力学性质;但开挖后易错动滑移,力学性质迅速劣化,具有显著的卸荷松弛特性。本文采用室内物理模型试验和理论分析相结合的方法研究不规则柱状节理岩体卸荷力学特性,主要研究成果如下:(1)针对单一柱状节理通过法向卸荷试验
学位