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正凍土的凍脹與凍脹力 版權信息
- ISBN：9787030664853
- 條形碼：9787030664853 ; 978-7-03-066485-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
正凍土的凍脹與凍脹力 內容簡介
本書系統地介紹了作者團隊在正凍土的凍脹及凍脹力方面的研究成果, 主要內容包括土壤凍結過程水熱耦合分析, 冰透鏡體形成機理及試驗, 冰透鏡體生長過程分析, 土壤凍結過程水熱耦合、水熱力耦合分離冰凍脹模型, 人工凍結過程中凍脹控制及其機理, 一維及二維條件下凍土凍脹力等多方面。
正凍土的凍脹與凍脹力 目錄
目錄
“巖土體熱力特性與工程效應系列專著”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 凍脹問題及其研究概述 1
1.2 凍土中的未凍水研究現狀 3
1.2.1 未凍水的試驗測試 4
1.2.2 未凍水的理論模型 5
1.2.3 未凍水的經驗公式 6
1.3 土體凍脹理論模型研究現狀 7
1.3.1 Harlan水熱耦合模型 7
1.3.2 水熱力耦合模型 8
1.3.3 分凝勢模型 10
1.3.4 剛性冰模型 10
1.3.5 不連續冰透鏡體模型 12
1.3.6 熱力學模型 14
1.4 本書結構 16
參考文獻 16
第2章 土壤凍結過程水熱耦合計算 21
2.1 Harlan水熱耦合模型 21
2.2 有限容積法 21
2.2.1 簡介 21
2.2.2 節點方式及節點參數 21
2.2.3 控制容積積分法 22
2.3 Harlan模型的有限容積離散 23
2.3.1 現有數值計算存在的問題 23
2.3.2 方程系統變形 24
2.3.3 有限容積離散 25
2.3.4 特殊節點的離散 26
2.3.5 時間步長的確定 27
2.4 水熱耦合數值計算及試驗對比 27
2.4.1 石英粉的水平凍結 27
2.4.2 張掖壤土的豎直凍結 30
2.4.3 阻抗因子的影響 32
2.5 水分遷移對溫度場的影響 33
2.6 本章小結 36
參考文獻 36
第3章 土體凍脹分凝冰演變規律試驗研究 38
3.1 試驗系統 38
3.1.1 凍結試樣筒 38
3.1.2 邊界溫度控制系統 39
3.1.3 加載系統 40
3.1.4 補水系統 41
3.1.5 測試系統 41
3.1.6 數據采集系統 43
3.2 系統可靠性驗證 43
3.2.1 邊界溫度穩定性 44
3.2.2 試驗結果重復性 44
3.2.3 電極板測試可靠性 45
3.3 試驗材料 47
3.4 試驗方案及步驟 48
3.4.1 試驗方案 48
3.4.2 試驗步驟 48
3.5 試驗結果及分析 49
3.5.1 溫度場 49
3.5.2 暖端補水量 52
3.5.3 凍脹量 53
3.5.4 *暖分凝冰層 53
3.5.5 含水量分布 60
3.6 本章小結 61
第4章 土壤凍結冰透鏡體形成機理分析與試驗測試 62
4.1 現有判定準則 62
4.1.1 力學方法 62
4.1.2 熱物理方法 63
4.2 冰透鏡體形成機理分析 63
4.2.1 固體表面水膜熱力學理論 63
4.2.2 等效水壓力 65
4.2.3 冰透鏡體形成判斷準則 65
4.3 高溫凍土抗拉性能徑向壓裂試驗研究 67
4.3.1 徑向壓裂試驗的理論基礎 68
4.3.2 試驗材料及設備 69
4.3.3 試驗方案及步驟 73
4.3.4 試驗結果及分析 76
4.4 本章小結 82
參考文獻 82
第5章 水熱耦合分離冰凍脹模型 84
5.1 概述 84
5.2 透鏡體生長過程的理論模型 84
5.2.1 分凝溫度類比法 84
5.2.2 透鏡體生長的準穩態過程模型 89
5.2.3 透鏡體生長的新水熱耦合模型 92
5.3 水熱耦合分離冰凍脹模型體系 96
5.3.1 模型的方程體系 96
5.3.2 模型的歷史體系 98
5.4 數值計算 100
5.4.1 數值計算流程圖 100
5.4.2 有限容積離散 100
5.4.3 五對角陣算法 103
5.5 模型試驗驗證 104
5.5.1 徐學祖試驗 104
5.5.2 Konrad試驗 106
5.6 本章小結 109
參考文獻 110
第6章 水熱力耦合分離冰凍脹模型 111
6.1 基本假設及控制方程 111
6.1.1 物理模型 111
6.1.2 控制方程 112
6.2 模型的數值計算 114
6.2.1 凍脹模型的方程體系 114
6.2.2 模型的數值格式 116
6.2.3 數值計算步驟 117
6.3 模型的試驗驗證 120
6.3.1 算例1 120
6.3.2 算例2 124
6.4 模型數值計算研究 127
6.4.1 計算參數 127
6.4.2 計算結果及分析 129
6.5 本章小結 135
參考文獻 136
第7章 土體凍脹控制的試驗與機理分析 137
7.1 概述 137
7.2 試驗設計 137
7.3 試驗設備和試驗材料 137
7.4 試驗步驟和方法 140
7.4.1 備樣和裝樣 140
7.4.2 試驗準備 140
7.4.3 試驗 140
7.5 試驗結果與分析 140
7.5.1 連續凍結模式試驗 140
7.5.2 控制凍深的間歇凍結模式試驗 143
7.5.3 兩種凍結模式下的凍脹對比分析 147
7.6 間歇凍結控制凍脹機理分析 148
7.7 間歇凍結控制凍脹機理的進一步分析 150
7.7.1 計算參數 150
7.7.2 試驗對比及討論 152
7.8 本章小結 153
參考文獻 154
第8章 土體一維凍脹力試驗與計算預測 155
8.1 試驗系統研制與調試 155
8.1.1 試驗系統研制 155
8.1.2 試驗方案與試驗過程 158
8.2 試驗結果與分析 160
8.2.1 線性增阻約束條件下–20℃凍結試驗 161
8.2.2 線性增阻約束條件下–25℃凍結試驗 167
8.2.3 恒荷載約束條件下–25℃凍結試驗 170
8.3 約束及溫度對土體凍脹特性影響 174
8.3.1 約束及溫度對凍脹量影響 174
8.3.2 約束及溫度對凍脹力影響 179
8.3.3 約束-凍脹量-凍脹應力響應關系 183
8.4 基于分離冰凍脹理論的凍脹力模擬 187
8.4.1 凍脹力模型的控制方程 187
8.4.2 凍脹力與離散透鏡體生長過程的關系 188
8.4.3 凍脹力數值計算分析 189
8.5 本章小結 192
參考文獻 192
第9章 不同側向邊界條件下土體凍脹力試驗研究 193
9.1 概述 193
9.2 試驗系統研制 193
9.2.1 試驗箱體 194
9.2.2 溫度控制系統 194
9.2.3 荷載約束裝置 195
9.3 試驗方案和試驗過程 195
9.3.1 試驗方案 195
9.3.2 試驗過程 195
9.4 試驗數據分析 196
9.4.1 水平凍脹力 197
9.4.2 溫度對水平凍脹力的影響 199
9.4.3 豎向荷載對水平凍脹力的影響 203
9.4.4 水平約束剛度對水平凍脹力的影響 204
9.4.5 法向凍脹量與水平凍脹量、水平凍脹力關系 207
9.5 本章小結 210
第10章 凍土內部及其邊界切向凍脹力試驗研究 212
10.1 試驗系統 212
10.2 凍結土樣試驗筒體 213
10.2.1 不同結構面粗糙度 213
10.2.2 測試系統 215
10.2.3 換填土的凍脹量和凍脹力測量 216
10.3 試驗方案 216
10.3.1 測試內容 216
10.3.2 試驗設計 217
10.4 凍土-結構面凍脹剪切試驗結果與分析 218
10.4.1 切向凍脹力分析 218
10.4.2 水平凍脹力分析 225
10.5 凍土-凍土凍脹剪切試驗結果與分析 227
10.5.1 凍脹量分析 227
10.5.2 凍脹剪切力分析 229
10.6 本章小結 234
參考文獻 235
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