碎石粒径对寒区路堤自然对流降温效应的影响

介绍了一种研究路堤碎石层自然对流效应的实验方法。对由碎石、卵砾石和砂砾石组成的6种试样进行了实验研究和理论分析,结果表明,在表面温度周期波动条件下,碎石层中能产生有利于寒区路基稳定的自然对流降温效应,利用平均Rayleigh数可确定碎石层自然对流的发生情况。在相同边界条件下,不同粒径的碎石层将产生不同的自然对流降温效应,其强度随粒径的增大而增大,并随表面温度周期波动而具有时间累加性。同时,确定何种粒径碎石的冬季降温效应为最佳还需要综合考虑其热传导性质。

块石路堤、护坡导热系数的实验研究

讨论了块石路堤、护坡试样在表面温度周期波动时自然对流产生的条件,分析了开放系统和封闭系统块石试样内部的热传输机理,以说明其热扩散系数和导热系数的确定方法。指出开放系统的试样由于传热形式不单一而不利于热扩散系数和导热系统的精确测定,而封闭系统试样内部的传热形式以热传导为主。结果表明,可用封闭系统的细长圆柱试样来测试路堤、护坡块石的热扩散系数和导热系数。

基于对流效应的寒区路堤块石层临界高度研究

为了研究块石路堤降温效应与块石层高度之间的关系,基于多孔介质自然对流理论和热传导理论引入了表征寒区块石路堤自然对流降温效应的自然对流指数,利用热传导温度分布函数获得了路堤自然对流指数随块石层高度变化的近似公式。分析表明:自然对流指数最小值对应于路堤块石层的最小高度,而其最大值对应于路堤块石层的最大高度。另外介绍了一种利用自然对流指数近似公式估算路堤块石层临界高度的方法,并具体给出了算例,最后进行了数值验算。结果表明:通过自然对流指数确定的临界高度可为寒区工程的路堤设计提供参考。

温度周期波动时自然对流对块石导热系数测定的影响

分析了开放系统和封闭系统块石试样内部的热传输机理。数值计算和实验结果都表明,在较大的表面温度波动条件下,封闭系统的块石试样中有一定的自然对流效应产生,其降温效应随时间具有累加性,但在试样上部分中热传导占支配地位,使得试样内温度波的振幅衰减与指数规律符合较好。因此,确定路堤、护坡块石的导热系数可以采用封闭系统的细长试样。

块石的热扩散系数和导热系数确定方法

采用块石路堤、护坡有利于冻土地区路基的稳定性 .基于气温波动条件下块石内部的温度波动幅度按指数规律衰减 ,介绍了块石的热扩散系数和导热系数测量方法 .实验中 ,采用封闭的块石试样筒 ,通过顶板温度波动的控制来模拟气温的周期性变化 ,整个试样筒用绝热性能良好的海棉包扎 ,使其侧向、底板绝热 .对粒径为 6～ 8cm ,4～ 6cm ,2～ 4cm的 3种块石试样进行了具体测量 ,由曲线拟合所得的结果具有较好的一致性 .

多年冻土区公路路堤碎石层厚度的计算

通过变渗透率多孔介质流函数控制方程,分析了青藏公路碎石路堤冬季自然对流降温效应的发生和演化过程。结果表明:公路碎石路堤冬季自然对流降温效应从边坡区域最先开始形成,并随着冬季路面温度下降而逐渐向路堤中间区域发展。通过引入自然对流指数,分析了自然对流降温效应随路堤碎石层填筑厚度的变化规律,其可分为恒零区、急增区和缓变区3个阶段,急增区的起点和终点对应于路堤碎石层填筑的最小厚度和最大厚度。最后,利用自然对流指数具体计算了不同粒径碎石层填筑的临界厚度。

透壁通风管路堤的对流换热和蒸发散热

针对透壁通风管路堤中透壁通风管管壁与空气之间的对流换热和土体水分通过管壁小孔的蒸发散热机制,分析了开孔率、风速及含水率等因素对透壁通风管管壁对流换热和水分蒸发散热的影响,并具体给出了管壁对流换热系数和蒸发散热系数的计算公式。冬季路堤由于冻土层未冻水含量较小而使管壁小孔的水分蒸发散热较弱,路堤总的降温效果主要由管壁对流换热效应控制,而暖季通风管内空气与管壁的对流换热效应可使路堤土体增温,同时,由于通风管周围融土的未冻水含量较大,而使得通过管壁小孔的水分蒸发散热较强,可部分或全部抵消对流换热引起的增温效应,而有利于路堤的稳定。

基于对流降温效应的青藏铁路碎石护坡层厚度研究

导出适用于变渗透率多孔介质的无量纲控制方程,并针对青藏铁路工程建设,分析了碎石护坡路堤冬季自然对流降温效应的产生和演化过程。通过引入平均Nusselt数来评价碎石护坡路堤的冬季自然对流降温能力,具体分析了平均Nusselt数随碎石护坡层厚度、路面温度振幅的变化关系。数值计算表明,平均Nusselt数并非随路面温度振幅增加而单调增加,而是存在一种初期的下降-恢复效应,且将随碎石护坡层厚度的增加而迅速减弱。根据平均Nusselt数随路面温度振幅变化关系中的下降-恢复效应,可以确定路堤碎石护坡层的最小厚度。

青藏高原铁路多年冻土路堤的碎石层高度

分析表明路堤尺寸、形状和边界形式对碎石路堤自然对流效应的发生有显著影响,需要根据具体工程要求来确定路堤的压力边界条件。对4种压力边界情况的碎石路堤自然对流进行了数值计算,显示透气边界的碎石路堤自然对流降温效应为最强。最后,通过引入自然对流指数,提出了实际冻土路堤碎石层填筑高度的确定方法,具体给出了粒径为2cm^4cm、4cm^6cm、6cm^8cm和8cm^10cm的碎石层填筑高度,并对粒径为6cm^8cm的碎石层填筑高度进行了实验验证,结果表明,通过自然对流指数所确定的碎石层高度对实际冻土路堤工程的设计具有参考价值。

考虑电阻率变化的电阻法预测金属材料剩余寿命

推导了考虑电阻率变化的用电阻表征的损伤变量公式 ,并对不考虑电阻率变化的均匀损伤和考虑电阻率变化的不均匀损伤两种模型进行了比较 ,结果表明电阻的预测值与实验数据相符合 .并讨论了损伤对金属材料电阻率的影响 .

金属材料韧性损伤测量的电阻法

研究了考虑塑性变形的基于电阻变化的金属材料韧性损伤测量公式 ,对 A3低碳钢拉伸试样的韧性损伤进行了测量 .结果表明 ,电阻法的测量值与弹性模量下降法的结果相一致 .指出用电阻法测量金属材料韧性损伤应考虑试样长度和横截面尺寸的影响 ;

基于电阻变化的高周疲劳寿命预测

研究金属材料在不同损伤机理时的基于电阻变化的损伤定义 ,在传导电流的导电截面与承载截面等价的假设条件下 ,其与有效截面的损伤定义等价。针对纯弯旋转高频疲劳试验 ,分析考虑材料损伤分布不均匀及电阻率变化的损伤最大值的测量公式 ,其具有超几何函数的形式 ;分析表明在材料损伤为 0～ 0 .6时其与假设损伤均匀且不计电阻率的情况差别不大 ,并提出一种近似公式。对结构钢的高周疲劳进行测量 。

水平透壁通风管增强封闭碎石路堤降温的累积效应

针对青藏高原高温冻土区采用的透壁通风管碎石公路路堤,进行了水平埋设透壁通风管封闭表面碎石路堤降温效果的室内试验,研究了负温通风透壁通风管增强其降温效果的累积效应。分析表明,除冷空气通过管壁小孔与通风管周围碎石区域孔隙空气循环产生的强迫对流降温作用外,负温通风透壁通风管封闭碎石试样还在上部碎石区域产生孔隙空气循环的自然对流降温效果。随着气温波动循环数的增加,碎石试样底部温度快速趋向负温,且其负温值不断降低。这种降温效果的累积效应能确保路堤及下土体冻结而有利于高温冻土区公路路堤的热稳定性。

考虑轴力作用时梁的弯曲损伤失效分析

对考虑轴力作用时梁的弯曲损伤进行了分析,推导了其损伤分析的基本方程。分析表明,中性轴随损伤的发展而偏移,有向上、向下和保持不动三种情况,其偏移的方向和范围完全由比例加载系数决定,并且在特定的比例加载系数时,中性轴能保持不动。最后,获得了梁在弯曲损伤时的中性轴起始偏移点、极限偏移点和极限载荷的计算公式,以及它们的简化计算公式;讨论了损伤极限状态时轴力和弯矩的交互作用曲线;轴力对弯曲损伤的影响较为显著,有轴力作用时应尽可能考虑其影响。

基于电能耗散的金属材料疲劳损伤测量

根据电磁学原理,提出了基于电能耗散的疲劳损伤定义,指出其较能反映金属材料疲劳损伤的特征.获得了用电阻变化测量疲劳损伤的公式,应用计及疲劳极限和循环应力幅影响的非线性累积疲劳损伤模型,给出鲻了金属材料疲劳损伤的剩余寿命预测公式.通过正火45#碳钢的旋转弯曲疲劳试验,验证了本文提出的剩余寿命预测公式的可靠性,和韧性耗散测量疲劳损伤相比较,说明了用电阻测量疲劳损伤的合理性.

偏心拉杆的应力损伤分析和承载能力研究

对偏心拉杆的应力损伤进行了分析，导出了损伤分析的基本方程。分析表明，中性轴随损伤的发展而偏移，根据不同的偏心距而分为向上、向下和保持不动三种情况。相应地，应分三种情况进行损伤分析。对偏心拉杆在损伤临界状态时的极限承载能力进行了讨论。

钢筋混凝土腐蚀损伤检测的电测法及其尺寸效应

介绍了一种通过电阻率测量来对钢筋混凝土结构腐蚀损伤进行检测的新无损检测方法--电阻率测量的四探针法.讨论了这种方法在实际测量中的截面尺寸效应对电阻率的影响,从理论上推得了这种尺寸效应的修正公式.其计算结果与实验数据能较好吻合.

轴力对矩形梁弯曲损伤的影响

就轴力对矩形截面梁弯曲损伤的影响进行了分析，并对中性轴的偏移、损伤极限曲线等进行了计算、讨论；计算表明其影响是非线性的。

结构钢高周疲劳寿命预测的电阻模型

研究了金属材料基于电阻变化的损伤定义,它能较好地反映损伤演化过程中共同存在和相互作用的宏、细、微观效应,并且在传导电流的导电截面与承载截面等价的假设条件下,与有效截面的损伤定义等价.通过纯弯旋转高频疲劳试验,提出了基于电阻变化的常用结构钢的高周疲劳损伤累积模型,获得了相应的疲劳损伤演化律及其寿命预测公式,并对由正火45号碳钢、16Mn钢和20Mn钢三种结构钢制成的试样进行了具体测试.

各向异性电子元件的欧姆定律

根据张量理论 ,计算了各向异性导电媒质在电流密度方向和电场强度方向的标量电阻率 .讨论了由各向异性导电媒质构成的电子元件的欧姆定律形式 ,分析发现其具有近似性 ,并不存在矩阵形式的欧姆定律 ,也不存在非线性电阻效应 .给出了基于欧姆定律的标量电阻特性普遍公式及其张量不变性记法 .