导热系数是衡量材料传热能力的重要参数。为了提高非饱和冻土导热系数的预测精度,基于最小热阻力法则和均匀化方法,提出了一种非饱和冻土的导热系数预测模型,然后利用既有实验数据对模型有效性进行验证,并通过Sobol指数敏感性分析方法评估了土质、孔隙率、饱和度和水分转化系数对导热系数的影响程度。结果表明,新模型可有效反映冻土导热系数变化规律,其预测值与实测值的偏差仅为2%。当孔隙率由0.8减小到0.2时,导热系数增大约50%;随着饱和度从20%增加到80%、水分转化系数从0.2增加到0.8,导热系数分别增大了56%和32%。饱和度对导热系数的直接影响最大,孔隙率次之,水分转化系数和土质类型的影响较小。研究成果可为高寒地区热工计算提供准确的计算参数,实现冻土工程温度场的有效评估。
导热系数是衡量材料传热能力的重要参数。为了提高非饱和冻土导热系数的预测精度,基于最小热阻力法则和均匀化方法,提出了一种非饱和冻土的导热系数预测模型,然后利用既有实验数据对模型有效性进行验证,并通过Sobol指数敏感性分析方法评估了土质、孔隙率、饱和度和水分转化系数对导热系数的影响程度。结果表明,新模型可有效反映冻土导热系数变化规律,其预测值与实测值的偏差仅为2%。当孔隙率由0.8减小到0.2时,导热系数增大约50%;随着饱和度从20%增加到80%、水分转化系数从0.2增加到0.8,导热系数分别增大了56%和32%。饱和度对导热系数的直接影响最大,孔隙率次之,水分转化系数和土质类型的影响较小。研究成果可为高寒地区热工计算提供准确的计算参数,实现冻土工程温度场的有效评估。
导热系数是衡量材料传热能力的重要参数。为了提高非饱和冻土导热系数的预测精度,基于最小热阻力法则和均匀化方法,提出了一种非饱和冻土的导热系数预测模型,然后利用既有实验数据对模型有效性进行验证,并通过Sobol指数敏感性分析方法评估了土质、孔隙率、饱和度和水分转化系数对导热系数的影响程度。结果表明,新模型可有效反映冻土导热系数变化规律,其预测值与实测值的偏差仅为2%。当孔隙率由0.8减小到0.2时,导热系数增大约50%;随着饱和度从20%增加到80%、水分转化系数从0.2增加到0.8,导热系数分别增大了56%和32%。饱和度对导热系数的直接影响最大,孔隙率次之,水分转化系数和土质类型的影响较小。研究成果可为高寒地区热工计算提供准确的计算参数,实现冻土工程温度场的有效评估。
导热系数是衡量材料传热能力的重要参数。为了提高非饱和冻土导热系数的预测精度,基于最小热阻力法则和均匀化方法,提出了一种非饱和冻土的导热系数预测模型,然后利用既有实验数据对模型有效性进行验证,并通过Sobol指数敏感性分析方法评估了土质、孔隙率、饱和度和水分转化系数对导热系数的影响程度。结果表明,新模型可有效反映冻土导热系数变化规律,其预测值与实测值的偏差仅为2%。当孔隙率由0.8减小到0.2时,导热系数增大约50%;随着饱和度从20%增加到80%、水分转化系数从0.2增加到0.8,导热系数分别增大了56%和32%。饱和度对导热系数的直接影响最大,孔隙率次之,水分转化系数和土质类型的影响较小。研究成果可为高寒地区热工计算提供准确的计算参数,实现冻土工程温度场的有效评估。
导热系数是衡量材料传热能力的重要参数。为了提高非饱和冻土导热系数的预测精度,基于最小热阻力法则和均匀化方法,提出了一种非饱和冻土的导热系数预测模型,然后利用既有实验数据对模型有效性进行验证,并通过Sobol指数敏感性分析方法评估了土质、孔隙率、饱和度和水分转化系数对导热系数的影响程度。结果表明,新模型可有效反映冻土导热系数变化规律,其预测值与实测值的偏差仅为2%。当孔隙率由0.8减小到0.2时,导热系数增大约50%;随着饱和度从20%增加到80%、水分转化系数从0.2增加到0.8,导热系数分别增大了56%和32%。饱和度对导热系数的直接影响最大,孔隙率次之,水分转化系数和土质类型的影响较小。研究成果可为高寒地区热工计算提供准确的计算参数,实现冻土工程温度场的有效评估。
为促进气泡混合轻质土在寒冷地区工程的应用,对气泡混合轻质土及其表面密封处理后的热工性能和抗冻性能进行试验研究。结果表明:气泡混合轻质土具有良好的热工性能,导热系数随密度的降低而降低,二者成线性相关;当容重等级高于W9,不采用表面密封处理,气泡混合轻质土可经受15次冻融循环不发生冻融破坏,当采用表面密封处理,容重等级为W7即可满足;表面密封处理有利于保证气泡混合轻质土抗冻性,柔性材料具有适应温度变形的能力,密封效果优于刚性材料。
为促进气泡混合轻质土在寒冷地区工程的应用,对气泡混合轻质土及其表面密封处理后的热工性能和抗冻性能进行试验研究。结果表明:气泡混合轻质土具有良好的热工性能,导热系数随密度的降低而降低,二者成线性相关;当容重等级高于W9,不采用表面密封处理,气泡混合轻质土可经受15次冻融循环不发生冻融破坏,当采用表面密封处理,容重等级为W7即可满足;表面密封处理有利于保证气泡混合轻质土抗冻性,柔性材料具有适应温度变形的能力,密封效果优于刚性材料。
为促进气泡混合轻质土在寒冷地区工程的应用,对气泡混合轻质土及其表面密封处理后的热工性能和抗冻性能进行试验研究。结果表明:气泡混合轻质土具有良好的热工性能,导热系数随密度的降低而降低,二者成线性相关;当容重等级高于W9,不采用表面密封处理,气泡混合轻质土可经受15次冻融循环不发生冻融破坏,当采用表面密封处理,容重等级为W7即可满足;表面密封处理有利于保证气泡混合轻质土抗冻性,柔性材料具有适应温度变形的能力,密封效果优于刚性材料。
为提高多年冻土区重力热管制冷效果,建立了低温重力热管性能试验台。对比研究4种不同长度比的重力热管,即4.2、2.7、1.9和1,同时考虑热管倾角,即10°、50°和90°,深入探讨热管长度比对其稳态等温特性、热阻和传热功率的影响。研究结果表明,相同工况下,热管等温特性随长度比减小而恶化;缩短蒸发段长度可以有效减小蒸发段热阻;热管传热总功率与长度比之间并非线性关系,除此之外,热管长度比一定时,选取合适倾角能发挥其最佳传热能力。试验热管在LR为1、倾角为90°工况下具有最小总热阻为0.018℃/W,此时热管的总功率为104.9 W。
为提高多年冻土区重力热管制冷效果,建立了低温重力热管性能试验台。对比研究4种不同长度比的重力热管,即4.2、2.7、1.9和1,同时考虑热管倾角,即10°、50°和90°,深入探讨热管长度比对其稳态等温特性、热阻和传热功率的影响。研究结果表明,相同工况下,热管等温特性随长度比减小而恶化;缩短蒸发段长度可以有效减小蒸发段热阻;热管传热总功率与长度比之间并非线性关系,除此之外,热管长度比一定时,选取合适倾角能发挥其最佳传热能力。试验热管在LR为1、倾角为90°工况下具有最小总热阻为0.018℃/W,此时热管的总功率为104.9 W。