發(fā)布時(shí)間：2020-11-19 07:12

　　 根據(jù)我國(guó)民航發(fā)展規(guī)劃,未來(lái)幾年將在東北多年凍土區(qū)進(jìn)行大規(guī)模機(jī)場(chǎng)建設(shè)。多年凍土區(qū)跑道建設(shè)的難點(diǎn)在于多年凍土性質(zhì)極不穩(wěn)定,易受溫度影響,并且目前針對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道溫度控制技術(shù)的研究尚屬空白。本文借助于有限元軟件,在考慮全球氣候變暖的條件下,研究了天然土基溫度場(chǎng)和不含溫控措施跑道土基溫度場(chǎng)的長(zhǎng)期變化規(guī)律,討論了碎石填充層主要物理參數(shù)對(duì)碎石層降溫效果的影響,分析了組合措施和單一措施的降溫效果,以及不同年均溫度下碎石層的降溫絕對(duì)值及最佳降溫率。主要工作與成果如下:1、利用含有制冷系統(tǒng)的低溫實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行室內(nèi)碎石降溫試驗(yàn),監(jiān)測(cè)土基溫度場(chǎng)的變化,同時(shí)建立全尺寸有限元模型,對(duì)比試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛿?shù)值模擬溫度場(chǎng),分析誤差產(chǎn)生原因,以驗(yàn)證該有限元建模方法的正確性。2、根據(jù)東北地區(qū)的氣候監(jiān)測(cè)資料及工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn),建立有限元模型,有限元模型跑道結(jié)構(gòu)和道面板厚度均按照規(guī)范設(shè)定。研究了年均溫度為1~-6℃時(shí)天然土基和無(wú)溫控措施跑道土基溫度場(chǎng)的長(zhǎng)期變化規(guī)律,結(jié)果表明跑道的鋪設(shè)使多年凍土產(chǎn)生嚴(yán)重退化,為了維持跑道的正常運(yùn)營(yíng),必須采取溫度控制措施保護(hù)跑道土基。3、建立含有碎石填充層的有限元模型,研究碎石粒徑及碎石填充層鋪設(shè)位置在年均溫度1~-6℃時(shí)的降溫效果,分析碎石填充層單一措施和碎石層+EPS保溫板組合措施的降溫效果,結(jié)果表明:年均溫度相同時(shí),碎石粒徑與其降溫效果正相關(guān),2~4cm碎石降溫效果最差,10~15cm降溫效果最好,其余粒徑降溫效果介于上述兩者之間;碎石層鋪設(shè)位置對(duì)其降溫效果影響很大,碎石填充層的位置越靠近跑道降溫效果越好;在年均溫度高于-4℃時(shí),碎石層單一降溫措施降溫效果優(yōu)于碎石層+EPS保溫板組合措施。4、研究了碎石填充層厚度對(duì)土基溫度場(chǎng)的影響,得到了碎石填充層的降溫絕對(duì)值和最佳降溫率。根據(jù)模擬結(jié)果,同時(shí)考慮到寒區(qū)施工難度,結(jié)論如下:在年均溫度為1~-2℃的地區(qū),碎石層的厚度取3m為宜;在年均溫度為-3℃和-4℃的地區(qū),碎石層的厚度以2~3m為宜;在年均溫度為-5℃和-6℃的地區(qū),碎石層厚度以2m為宜。對(duì)碎石填充層主要物理參數(shù)的大量數(shù)值模擬表明,在東北多年凍土區(qū)進(jìn)行機(jī)場(chǎng)跑道建設(shè)采用該溫度控制措施具有一定的參考意義。
【學(xué)位單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V351.11
【部分圖文】：

技術(shù)路線

測(cè)溫精度可達(dá) 0.01℃。CR1000 數(shù)據(jù)采集器和 109 土壤溫度傳感器如圖2-1 所示。（a）CR1000 數(shù)據(jù)采集器 （b）109 土壤溫度傳感器圖 2-1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和傳感設(shè)備

資料[28]，碎石物理熱參數(shù)如表 2.2 所示表 2.2 碎石熱物理參數(shù)粒徑cm密度3kg m 導(dǎo)熱系數(shù)-1 -1W m K4-6 1500 0.407 設(shè)計(jì)試驗(yàn)同一溫度的作用時(shí)長(zhǎng)，在正式試驗(yàn)之前進(jìn)行測(cè)試性試驗(yàn)。將試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷販貓?chǎng)的變化。觀察模型土溫度數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，同一溫為 0.2m 左右，模型底部溫度變化具有顯著的滯后性。試驗(yàn)溫度能影響到模型底部土體，試驗(yàn)過(guò)程中，每種溫度至少器分布如圖 2-4 所示所示，圖中圓圈代表測(cè)溫傳感器。
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2 張青玲;;公路水泥穩(wěn)定碎石層試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)[J];黑龍江交通科技;2016年11期

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本文編號(hào)：2889875